Materia oscura: una nuova tecnica per localizzarla

Le meteore possono aiutare gli astronomi a escogitare un nuovo modo per localizzare la materia oscura: particelle misteriose e invisibili che finora sono state individuate solo dall’effetto che hanno sul mondo naturale.

Trovare la materia oscura macroscopica

John Beacom, coautore dello studio e professore di fisica e astronomia all’Ohio State, ha affermato che mentre gli scienziati cercano in genere solo minuscole particelle di materia oscura con piccole masse, l’obiettivo di questo nuovo studio è migliorare la ricerca aiutando a caratterizzare la materia oscura macroscopica: particelle con una grande massa che potrebbero non raggiungere i tradizionali rivelatori terrestri.

“Uno dei motivi per cui la materia oscura è così difficile da rilevare potrebbe essere perché le particelle sono così massicce”, ha affermato Beacom. “Se la massa della materia oscura è piccola, le particelle sono comuni, ma se la massa è grande, le particelle sono rare”.

Sebbene queste particelle non possano essere toccate o viste, la materia oscura può essere percepita dai suoi effetti gravitazionali su altri fenomeni celesti, come stelle o buchi neri.

Sebbene i suoi effetti su altri sistemi naturali non siano facili da classificare, prendersi il tempo per saperne di più sulla materia oscura apre nuove strade agli scienziati per comprendere le dimensioni, la forma e il futuro del cosmo, ha dichiarato Beacom. Tali rilevamenti possono anche localizzare la massa di queste particelle, che, a seconda delle loro dimensioni, possono avere enormi effetti sulla formazione e sulla struttura delle galassie.

Rilevamento radar della ionizzazione atmosferica da meteore
Rilevamento radar della ionizzazione atmosferica da meteore

Ciò che rende nuova la ricerca, è che gli scienziati hanno applicato la stessa tecnologia utilizzata per tracciare le meteore mentre attraversano il cielo. Quando attraversano l’atmosfera terrestre, sia le meteore che le particelle di materia oscura producono depositi di ionizzazione, una forma di radiazione che lascia elettroni liberi , atomi in grado di condurre elettricità. Le onde elettromagnetiche rilasciate dal radar rimbalzano sugli elettroni liberi, segnalando la presenza di materia ultraterrena, che può quindi essere utilizzata per distinguere la materia oscura dalle meteore. In questo modo, l’intera atmosfera del pianeta può essere trasformata in un efficiente rivelatore di particelle su larga scala.

Sebbene gli scienziati abbiano utilizzato questo metodo di caccia alle meteore per decenni, Beacom si è detto sorpreso dal fatto che nessuno avesse mai applicato questo sistema, o i loro dati precedentemente raccolti, nella ricerca della materia oscura.

Una delle conclusioni più significative dello studio è come il nuovo metodo del team potrebbe integrare altre ricerche cosmologiche per la materia oscura, poiché il loro sistema offre un livello di accuratezza e sensibilità che manca a molte altre tecniche.

“Le attuali tecniche di cosmologia sono piuttosto sensibili, ma non hanno un modo per controllare il proprio lavoro”, ha detto Beacom. “Questa è una tecnica totalmente nuova, quindi se gli scienziati non sono sicuri di ciò che hanno rilevato, un segnale dalla cosmologia potrebbe essere controllato in dettaglio con la tecnica radar”.

I coautori dello studio sono Pawan Dhakal, Steven Prohira e Christopher Cappiello dell’Ohio State, nonché Scott Palo e John Marino dell’Università del Colorado Boulder.

Fonte: arXiv

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