L’esperimento Pamela ha registrato un eccesso di positroni che potrebbe essere associato al decadimento di particelle di materia oscura
Un’anomalia nel rapporto tra numero di positroni e numero di elettroni osservata dall’esperimento Pamela (Payload for Antimatter Matter Exploration and Light – nuclei Astrophysics), ospitato a bordo di un satellite russo in orbita intorno alla Terra, potrebbe essere un segnale dell’esistenza di materia oscura, di cui sarebbe composto il 23 per cento dell’universo. È il risultato di uno studio pubblicato il 2 aprile su «Nature» e realizzato da un gruppo internazionale di scienziati coordinato dall’Istituto nazionale di fisica nucleare (INFN). In particolare l’esperimento Pamela, pensato per lo studio dei raggi cosmici, ha rilevato un’abbondanza di positroni, particelle con massa dell’elettrone e carica positiva, che troverebbe una spiegazione plausibile in un segnale di materia oscura, cioè materia che non emette e non assorbe radiazione e la cui presenza è ipotizzata sulla base degli effetti gravitazionali sulla materia ordinaria.
Il condizionale è d’obbligo perché, come spiegano gli stessi autori dell’analisi, la sorgente di questi positroni in eccesso potrebbe essere una pulsar o altre sorgenti astrofisiche. Tuttavia, la lettura dei dati come segnale di materia oscura sembra essere la più accreditata, come ha spiegato a «Le Scienze» Piergiorgio Picozza dell’INFN e Università di Roma Tor Vergata, coordinatore dell’esperimento Pamela: «I dati presentati su “Nature” erano già stati messi a disposizione della comunità scientifica in un altro studio pubblicato a ottobre 2008 sul sito arxiv.org, per addetti ai lavori. Da allora, lo studio presentato su arxiv.org è stato sottoposto a revisione da parte di un centinaio di fisici, tra i quali anche alcuni dei massimi esperti del settore. Ebbene, il 60 per cento delle revisioni ha concluso che effettivamente siamo in presenza di segnali di materia oscura.»
Secondo i modelli proposti, le particelle di materia oscura interagiscono tra loro per poi annichilirsi o decadere, producendo flussi di altre particelle ad alta energia, in particolare coppie protone-antiprotone ed elettrone-positrone. E nel corso della sua missione Pamela misura proprio questi flussi, producendo dati estremamente interessanti, come l’abbondanza di positroni riportata su «Nature». «Questi dati – specifica Picozza – insieme a quelli pubblicati sul rapporto tra antiprotoni e protoni a febbraio su “Physical Review Letters“, sono uno dei più importanti contributi di questi ultimi anni alla conoscenza del mistero della materia oscura, permettendo di restringere in modo molto significativo il campo delle ipotesi sulla sua natura.»
La sonda russa con a bordo l’esperimento Pamela, frutto di una collaborazione tra INFN, Agenzia spaziale russa e istituti di ricerca russi, con la partecipazione dell’Agenzia spaziale italiana e il contributo delle agenzie spaziali e università tedesche e svedesi, è partita il 15 giugno 2006 da Baikonur, in Kazakistan, ed è in orbita a un’altezza tra 350 e 600 chilometri. L’esperimento continuerà per almeno altri tre anni, in attesa di AMS (Anti Matter Spectrometer): «Il più grande cacciatore di antimateria mai costruito, che verrà agganciata alla Stazione Spaziale Internazionale alla fine del prossimo anno», ricorda Enrico Flamini, responsabile Osservazione dell’Universo dell’Agenzia Spaziale Italiana, che insieme all’INFN sarà in prima fila nella realizzazione di AMS, un vero e proprio laboratorio orbitante per la fisica delle particelle, tutto europeo.
Fonte: Le scienze
