Caccia alla materia oscura con Xenon100 sotto al Gran Sasso

L’AQUILA. Nuovi risultati ottenuti dalla collaborazione internazionale dell’esperimento Xenon100, in funzione ai Laboratori del Gran Sasso dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), mettono in discussione per la prima volta una varietà di modelli finora accreditati come possibili spiegazioni della materia oscura.

Tra i modelli esclusi da XENON100, anche parte di quelli ipotizzati per spiegare il segnale rivelato per la prima volta nel 1998 e poi confermato negli anni successivi, ai Laboratori del Gran Sasso, dall’esperimento Dama/Libra, e interpretato, come segnale di particelle di materia oscura. Lo studio e i risultati ottenuti da Xenon100 sono in corso di pubblicazione sulla rivista Science e su Physical Review Letters.

«Continua la caccia alla sfuggente materia oscura con questo strumento che permetterà l'esplorazione di regioni prima inaccessibili. I laboratori del Gran Sasso dell'Infn si confermano il luogo privilegiato per questo tipo di ricerche», è il commento di Fernando Ferroni, presidente dell’Infn.

L’informazione mancante per confermare l’attuale immagine del Cosmo, nel quale la materia conosciuta è solo una piccola parte, è attesa dalla rivelazione diretta delle particelle che si ritiene compongano la materia oscura. Questa ricerca è resa possibile dal fatto che le particelle di materia oscura, abbondanti nella nostra galassia, possono occasionalmente colpire gli atomi dei materiali rivelatori e depositare parte della loro energia.

Tuttavia, i segnali di materia oscura sono molto difficili da rivelare, perché molto deboli ed elusivi e possono essere facilmente confusi con segnali simili ma di diversa origine. La capacità di Xenon100 di minimizzare il rumore dovuto alla radioattività ambientale e ad altri fenomeni, consente di esaminare ogni singolo evento, estendendo così la ricerca di materia oscura a regioni di energia e a forme di interazione sinora inaccessibili. Proprio la capacità di abbracciare una moltitudine di caratteristiche possibili per le particelle di materia oscura rende Xenon100 uno strumento straordinario, in quanto nessuno sa che cosa sia la materia oscura, né come interagisca con la materia ordinaria ed è quindi indispensabile poter valutare la gran parte delle ipotesi ammissibili.

Ad oggi, l'esperimento Xenon100 non ha rilevato particelle di materia oscura, ma le caratteristiche dimostrate dal rivelatore sono molto promettenti. L'elevata sensibilità mostrata nei risultati sperimentali consentirà al gruppo di ricerca internazionale di estendere la ricerca di materia oscura anche ad altre forme, fino a oggi escluse. L’inizio della presa dati di Xenon100 è previsto per la fine dell’anno e ci sono tutte le premesse per verificare altri modelli di materia oscura, ma soprattutto di vederla.