Nuova teoria sull’origine della materia oscura
Un recente studio dell’Università di Melbourne propone una nuova teoria sull’origine della materia oscura.
Il lavoro è stato pubblicato su Physical Review Letters e descrive come l’espansione delle bolle nell’universo primordiale possa essere la chiave per comprendere la componente di materia.
“Il nostro meccanismo suggerisce che l’abbondanza di materia oscura potrebbe essere stata determinata in una fase di transizione cosmologica“, ha detto il dottor Michael Baker, ricercatore post-dottorato presso l’Università di Melbourne e uno degli autori.
“Si prevede che queste transizioni abbiano avuto luogo nell’universo primordiale e possano essere simili alle bolle di gas che si formano nell’acqua bollente. Dimostriamo che è naturale aspettarsi che le particelle di materia oscura trovino molto difficile entrare in queste bolle, il che dà un nuova spiegazione per la quantità di materia oscura osservata nell’universo“.
Sebbene molti esperimenti abbiano cercato particelle di materia oscura, nessuno ha ancora avuto successo. La maggior parte ha cercato principalmente particelle massicce a interazione debole, che è stata per decenni la candidata preferita. Tuttavia, questi esperimenti non hanno ancora visto nulla, il che motiva davvero i teorici a pensare fuori dagli schemi.
“Sappiamo che la materia oscura è là fuori, ma non sappiamo molto altro“, ha detto il dottor Baker. “Se si tratta di una nuova particella, allora ci sono buone possibilità che potremmo effettivamente rilevarla in un laboratorio. Potremmo quindi definire le sue proprietà, come la sua massa e le interazioni, e imparare qualcosa di nuovo e profondo sull’universo“.
La ricerca, che è stata condotta in collaborazione con il professor Andrew Long della Rice University, in Texas, e il professor Joachim Kopp del CERN e dell’Università di Mainz, indica la strada per nuove strategie sperimentali per la ricerca.
“Un aspetto interessante dell’idea è che funziona per particelle di materia oscura che sono molto più pesanti della maggior parte degli altri candidati, come le famose particelle massicce a interazione debole, su cui si sono concentrate la maggior parte delle ricerche sperimentali in passato“, ha detto il professor Kopp. “Il nostro lavoro, quindi, motiva l’estensione delle ricerche di materia oscura verso masse più pesanti“.
Lo Stawell Underground Physics Laboratory, attualmente in costruzione nella regione di Victoria, a un chilometro sotto terra in una miniera d’oro in disuso, sarà il primo laboratorio sotterraneo di fisica delle particelle nell’emisfero australe e ospiterà diversi esperimenti di ricerca sulla materia oscura negli anni a venire.
Nuove proposte teoriche aiuteranno a condurre esperimenti di progettazione in grado di testare la più ampia gamma di candidati alla materia oscura, offrendo agli scienziati le migliori possibilità di scoprire il mistero.
