Enzo Vitale
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Enzo Vitale

L'esperimento al Gran Sasso: hanno scoperto una nuova particella?

Giovedì 25 Giugno 2020
Luca VIsinelli
Un esperimento italiano potrebbe avere rivelato una nuova particella, regalandoci una chiave per spiegare uno dei misteri dell’universo: la Materia oscura. Ne parliamo con Luca Visinelli, fisico in forza al Centro Grappa (Gravitation and AstroParticle Physics Amsterdam) dell’Università di Amsterdam che presto ritornerà in Italia presso i Laboratori nazionali di Frascati.

Materia Oscura, mistero sui nuovi eventi scoperti nei laboratori del Gran Sasso

Due parole sull'esperimento al Gran Sasso
«L’esperimento XENON, che utilizza l’elemento Xenon liquido purificato per cercare tracce di nuova fisica nella forma di particelle elusive quali i neutrini (studiati da Fermi e Majorana) e la materia oscura. Il luogo dell’esperimento è ideale in quanto il Gran Sasso stesso scherma le contaminazioni da raggi cosmici, permettendo solo alle particelle elusive di raggiungere i rivelatori».



Cosa hanno scoperto i suoi colleghi ricercatori ?
«L’esperimento è stato principalmente ideato per rivelare la materia oscura, ovvero quella componente del nostro universo che sappiamo esistere dalle orbite stellari, ma di cui ancora non conosciamo la natura. Il team di ricercatori è guidato da Elena Aprile (University of Columbia) e vede una collaborazione internazionale di oltre 135 scienziati da istituti in Europa, Medio Oriente, e Stati Uniti. La collaborazione non è nuova nel registrare eventi rarissimi: nel 2019 è stato osservato il fenomeno della doppia cattura elettronica da Xenon-124 in Tellurio-124».
 
 
Che cosa si cerca?
«Gli eventi ricercati sono collisioni tra i componenti dello Xenon liquido (nuclei ed elettroni) e nuove particelle, come quelle che possono formare la materia oscura. Se dal fronte dei nuclei pesanti tutto tace, lo studio della collisione con i molto più leggeri elettroni potrebbe aver portato ad una nuova epocale scoperta.
Dai calcoli fatti, i fisici di XENON si sarebbero infatti aspettati di rivelare circa 232 collisioni in un anno da eventi non legati a nuove particelle. Invece, l’esperimento ha visto 285 eventi tra febbraio 2017 e febbraio 2018, ovvero un eccesso di 53 collisioni che non sono spiegate nei modelli usati.

A cosa è dovuto questo eccesso? Come si può spiegare?
«Il team di ricercatori ha cercato di demolire il segnale per oltre un anno, cercando una spiegazione in termini statistici. Alla fine hanno dovuto constatare che il segnale permane, e può essere dovuto a tre cause. Due di queste sono rivoluzionarie e riguardano la presenza di nuova fisica: un momento magnetico del neutrino più alto di quanto calcolato, oppure l’esistenza di nuove particelle chiamate assioni. La terza ipotesi è la meno eccitante e vede una spiegazione in termini di contaminazione del rivelatore da trizio, un isotopo dell’idrogeno».


Anche lei  sta studiando la Materia oscura, di cosa si sta occupando?
«Una ipotesi portata dai ricercatori di XENON per spiegare il segnale riguarda l’assione, una ipotetica particella che risulterebbe necessaria per spiegare dei fenomeni osservati già negli anni ’70. L’assione visto da XENON non sarebbe materia oscura, ma sarebbe prodotto direttamente dai processi nucleari del Sole per poi propagarsi nello spazio fino a noi, un po’ come fa la luce solare. Purtroppo la spiegazione del segnale di XENON in termini di assioni contrasta con altre ricerche in campo astrofisico. Noi scienziati stiamo già cercando dei modelli che possano spiegare entrambe le questioni in maniera consistente».

Attualmente quali esperimenti stanno realizzando sotto ai laboratori del Gran Sasso
«XENON è sicuramente uno dei cardini dei Laboratori del Gran Sasso. La versione che ha visto questo eccesso utilizza circa 3.2 tonnellate di Xenon purificato. La collaborazione è già all’opera da tempo per l’upgrade della macchina, che prevede l’utilizzo di circa 8 tonnellate di Xenon. Inizieranno a prendere dati entro pochi anni e potranno dire in maniera conclusiva se l’eccesso riportato ieri è davvero dovuto a nuova fisica o se è una contaminazione.
Inoltre, altri esperimenti nel mondo stanno facendo upgrades molto simili e cercheranno, in maniera concorrenziale, il segnale visto da XENON. Si tratta di una corsa contro il tempo tra queste grosse collaborazioni per confermare un possibile segnale di nuova fisica.


In passato alcuni esperimenti sono stati stoppati, cosa ne pensa?
«Purtroppo questo è un esempio di quanto una manipolazione di comunicazione e di carattere politico possa nuocere gravemente alla scienza ed al progresso. L’esperimento in questione, Borexino, prevedeva l’utilizzo di materiale radioattivo per produrre e studiare i neutrini e la loro natura. Infatti, sebbene i neutrini siano stati ipotizzati quasi 90 anni fa, non sappiamo ancora molte cose su di loro e ci saranno sicuramente dei premi Nobel legati a queste particelle nei prossimi anni (l’ultimo è recente, del 2015)».

Sì ok, ma lì c'era di mezzo un trasporto di materiale radioattivo....
«Premesso che è doveroso e giusto richiedere che il trasporto e l’utilizzo di materiale radioattivo sia rigorosamente scrutinato, un approccio come per la vicenda Borexino è stata una bruttissima pagina per il nostro paese ed un potenziale danno sia all’immagine che all’indotto scientifico. Se altri esperimenti troveranno quello che Borexino avrebbe cercato, l’Italia avrà perso un potenziale Nobel per mera isteria».


enzo.vitale@ilmessaggero.it Ultimo aggiornamento: 15:36 © RIPRODUZIONE RISERVATA