I ricercatori hanno appena rilevato l’energia oscura?

Abbiamo finalmente rilevato tracce di energia oscura? Le implicazioni potrebbero essere enormi

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Abbiamo finalmente rilevato tracce di energia oscura? Le implicazioni potrebbero essere enormi, dice il dottor Sunny Vagnozzi, autore principale di un articolo dell’Università di Cambridge sull’argomento. “Rilevare direttamente l’energia oscura, e in particolare le sue interazioni non gravitazionali, avrebbe un impatto tremendo”, spiega. 

In un articolo pubblicato il 15 settembre sulla rivista Physical Review D, Vagnozzi e un team di ricercatori dell’Università di Cambridge descrivono in dettaglio come i risultati inspiegabili di un esperimento chiamato XENON1T potrebbero essere stati causati dall’energia oscura piuttosto che dalla materia oscura che l’esperimento avrebbe dovuto rilevare. 

Il nuovo documento costituisce un grande passo avanti verso la prima rilevazione diretta dell’energia oscura, affermano i ricercatori.

Rilevare l’energia oscura per la prima volta

L’anno scorso, l’esperimento XENON1T, condotto in profondità nel sottosuolo, ha riportato una scoperta a sorpresa, o un eccesso, nei suoi risultati. Per spiegare questa anomalia, i ricercatori dell’Università di Cambridge hanno sviluppato un modello fisico progettato per accertare se il segnale potrebbe essere stato prodotto dall’energia oscura, l’ipotetica forza ritenuta responsabile dell’accelerazione dell’espansione dell’universo, anziché dalla materia oscura

Grazie a quel modello, i ricercatori ritengono che il segnale possa aver avuto origine da particelle di energia oscura prodotte in una regione del Sole nota per i suoi forti campi magnetici.



Il prossimo passo, dicono i ricercatori, sarà progettare esperimenti futuri che aiutino a dare una conferma indipendente dei loro risultati.

“Se pensiamo di aver rilevato direttamente l’energia oscura in un laboratorio sotterraneo, avremmo bisogno di una conferma indipendente per credere davvero ai nostri occhi”, spiega Vagnozzi“E la conferma indipendente dovrebbe arrivare attraverso firme complementari di questi tipi di interazioni. Ad esempio, posso dire se ho rilevato questa o quella firma in un laboratorio, ed è davvero energia oscura, allora dovrei vedere questa e quella firma nelle osservazioni cosmologiche, in particolare nella struttura su larga scala”. 

Al passo con la ricerca sulla materia oscura

Si ritiene che circa il 27 percento dell’universo sia composto da materia oscura, mentre si ritiene che il 68 percento sia governato dalle forze dell’energia oscura, una forza ipotetica invisibile che fa sì che l’universo si espanda a un ritmo accelerato. Entrambe queste forme di energia sono rimaste sfuggenti nonostante anni di ricerca, con esperimenti come XENON1T progettati per rilevare particelle di materia oscura tramite un serbatoio liquido isolato di atomi di xeno che sarebbero eccitati in modo rilevabile da particelle vaganti. 

La comunità scientifica ha rilevato per la prima volta la materia oscura negli anni ’20, il che significa che ha avuto molto più tempo per ricercare la forza misteriosa che tiene insieme le galassie.

Abbiamo rilevato le interazioni gravitazionali della materia oscura decenni fa”, afferma Vagnozzi“Ma ora vogliamo fare un ulteriore passo avanti e capire meglio cos’è, che tipo di particella (se presente), come interagisce con altri tipi di materia e così via. Siamo indietro di decenni quando si tratta di energia oscura, rilevare così direttamente l’energia oscura potrebbe aiutarci a “recuperare”, per così dire, il programma della materia oscura”.

Sollevare il velo sull’energia oscura

Nel tentativo di aiutare a “recuperare” la ricerca, Vagnozzi e il suo team di coautori hanno costruito un modello fisico che utilizza un cosiddetto meccanismo di screening per nascondere qualsiasi “quinta forza” associata all’energia oscura su piccola scala. Lo fa in modo che i risultati possano essere compresi entro i limiti della teoria della gravità di Einstein, che non tiene conto degli effetti dell’energia oscura su piccola scala.

Il loro tipo di meccanismo di schermatura, noto come schermatura camaleontica, ha suggerito che l’eccesso nell’esperimento XENON1T potrebbe essere spiegato da particelle di energia oscura prodotte in una regione del Sole chiamata tachocline, dove i campi magnetici sono particolarmente forti. 

In un comunicato stampa, Vagnozzi ha spiegato che il metodo di screening camaleontico ha permesso al team di “disaccoppiare ciò che accade nell’Universo molto denso locale da ciò che accade su scale più grandi, dove la densità è estremamente bassa”.

Secondo i ricercatori dell’Università di Cambridge, se tutto va secondo i piani e si conferma che l’ eccesso di XENON1T è il risultato dell’energia oscura, i futuri aggiornamenti dell’esperimento XENON1T potrebbero portare al primo rilevamento diretto dell’energia oscura entro il prossimo decennio

Sarebbe un risultato davvero storico e sarebbe facilmente alla pari con la prima immagine scattata di un buco nero nel 2019.

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