Materia oscura, il fisico italiano Luca Visinelli: «Il mistero si cela dietro a una particella»

Lunedì 6 Aprile 2020 di Enzo Vitale
Vera Lubin, l'astrofisica pioniera dello studio della Materia oscura
Fino a qualche decennio fa si riteneva che la massa totale del cosmo risiedesse solo negli atomi delle stelle e del gas interstellare. La ricerca è andata avanti fino a scoprire che gli astri che vediamo brillare nel cielo notturno sono una parte irrisoria: solo il 15 per cento. E allora chi è che occupa il resto dello spazio, che fine ha fatto il restante 85 per cento della materia? Di sicuro sappiamo che non è visibile, eppure c’è e si chiama Materia oscura. Pioniera di questo studio è stata l'astronoma statunitense Vera Rubin.

È attualmente lo scoglio su cui continuano a sbattere fisici, astrofisici e scienziati di tutto il mondo.
Tra i principali investigatori c’è anche Luca Visinelli, fisico in forza al Centro Grappa (Gravitation and AstroParticle Physics Amsterdam) dell’Università di Amsterdam che presto ritornerà in Italia.Maanche lui si è scontrato con la pandemia da Covid-19, e quindi il suo ritorno non dipenderà solo dall’astrofisica ma anche (e molto) dalla medicina.

Possiamo definirla un cervello in fuga?
«Non sono un fan del termine “cervello in fuga” perché non rappresenta il metodo con cui la scienza procede. Come scienziati abbiamo l’obbligo di formarci viaggiando ed accumulando esperienze. Io ad esempio sono attualmente in Olanda, ma avevo ricevuto offerte anche dagli Usa e dalla Corea».

Materia oscura, questa sconosciuta: ce la presenti
«Entriamo in un tema eccitante della Fisica moderna, ancora irrisolto da diversi decenni. In breve, sappiamo che nell’Universo esiste una forma di materia diversa da quella che compone noi, le stelle, ed il gas nelle galassie, ma nonostante i moltissimi sforzi ancora non si è riusciti a decifrarne la natura. Si pensa che questa sia una nuova particella, magari legata ad altri problemi irrisolti nella fisica delle alte energie, quindi a “nuova fisica” non ancora esplorata».

Intanto più che un astrofisico alle prese con la Materia oscura ora è uno scienziato bloccato dalla pandemia da Covid-19: cosa farà?
«A breve inizierò la collaborazione presso i Laboratori Nazionali di Frascati dell’Infn, dove spenderò la borsa “Marie Curie” che ho vinto a febbraio. Dovrei trasferirmi entro giugno, ma sono al momento in lockdown adAmsterdam. Il problema arriverà nel lungo periodo, qualora ci fossero tagli alla ricerca e ai posti per via di una eventuale crisi economica».

Torniamo all’Universo: Materia oscura e particelle, nella fattispecie cos’è un assione galattico? Lo faccia capire anche a noi mortali.
«Un candidato alla Materia oscura è appunto l’assione, una ipotetica particella leggerissima (peserebbe meno di un miliardesimo di un elettrone), ma che interagisce molto poco con noi. Per fare un esempio, ogni secondo il nostro corpo è attraversato da un milione di miliardi di miliardi di queste particelle, senza che ce ne accorgiamo! A qualcuno potrebbero far venire in mente i neutrini, per la ricerca sui quali è stato assegnato un Nobel nel 2015, ma gli assioni sono diversi perché sono “freddi” ovvero si muovono molto più lentamente della velocità della luce, mentre i neutrini sono “caldi” per la gran parte della storia dell’Universo».


(L'astrofisico italiano Luca Visinelli a Washington)

E come li cercate?
«Abbiamo predisposto vari laboratori in tutto il mondo, e nuove idee vengono proposte quasi ogni mese. In Italia questa ricerca è molto attiva e coinvolge diverse dozzine di fisici in tutta la Penisola».

Fino ad ora cosa avete scoperto?
«In questa situazione bisogna essere agnostici e considerare tutte le opportunità in campo. Detto ciò, ogni astrofisico si specializza nella ricerca di un candidato specifico, cercando di confermare o smontarne l’esistenza. Noi andiamo a caccia di questa particella di cui sopra».

Quali sono i pilastri su cui vi appoggiate?
«Fermi negli anni ‘30 aveva ipotizzato l’esistenza del neutrino guidato dalla legge di conservazione dell’energia. E’ in questo stesso spirito di ricerca che la materia oscura viene sia ipotizzata che cercata nei laboratori».


(Il team di Frascati con cui lavora Visinelli: il fisico teorico Enrico Nardi, Luca Visinelli, Maurizio Giannotti, professore a Barry University di Miami e Luca di Luzio, ricercatore al DESY di Amburgo)

E l’Italia?
«Siamo leader mondiali in questa ricerca. Da noi ci sono strutture e progetti dedicati a questo tipo di fisica. I Laboratori del Gran Sasso ospitano Xenon e Dama. Per gli assioni, esistono strutture a Legnaro di Padova (Quax e Pvlas) ed ovviamente a Frascati (Dafne), oltre a varie collaborazioni internazionali (Iaxo) e progetti proposti come Klash».

In parole semplici, cosa si fa in questi progetti?
«Una delle tecniche, ad esempio, consiste nel far scontrare le particelle di materia oscura in orbita nella nostra Galassia contro una particella nota (ad esempio un nucleo atomico) e sperare di rilevare un cambiamento nel moto di quest’ultimo per studiare le proprietà della materia oscura. L’assione ha una proprietà ulteriore che gli consentirebbe di interagire con i campi elettromagnetici, in modo da “amplificare” un segnale radio in sua presenza».


(Vera Rubin, l'astronoma Usa che ha scoperto la Materia oscura)

Ma insomma questo assione esiste o non esiste?
«Io sono ottimista sul fatto che queste particelle esistano e che siano alla portata degli strumenti presenti nei laboratori, possibilmente in quelli italiani in cui lavorerò. Se questo accadesse, oltre all’incredibile avanzamento della ricerca in fisica nel campo, l’Italia ne trarrebbe un beneficio enorme come luogo in cui svolgere ricerca di punta». Nel caso peggiore, saremo in grado di escludere la possibilità che queste particelle esistano grazie alle ricerche che stiamo svolgendo».

Come vede il suo futuro alla luce di quello che sta avvenendo?
«Purtroppo, con questa situazione e la grave crisi economica che si verrà a creare, tutto quanto viene rimesso in discussione,ma questa è una situazione non solo italiana ma globale. Intanto sto per intraprendere un progetto di divulgazione su Instagram per gli studenti in Italia, corredato di lezioni su YouTube sugli argomenti nella Fisica di base. Ai tempi dello smart working la scienza non si sotttrae di certo».


enzo.vitale@ilmessaggero.it

UltimeDalCieloBlog Ultimo aggiornamento: 7 Aprile, 18:53