Un gruppo di scienziati si appresta a utilizzare le rocce più antiche della Terra come rilevatori sotterranei per tentare di individuare interazioni tra particelle di materia oscura e nuclei atomici. Si tratta di una delle proposte più promettenti per ottenere prove tangibili della materia oscura, quella misteriosa componente che costituisce il 27% dell’universo ma che, finora, non è mai stata osservata direttamente.
La materia oscura e il suo mistero
La materia oscura non interagisce direttamente con la materia ordinaria, se non attraverso la gravità. Questo permette agli scienziati di dedurre la sua presenza misurando le interazioni gravitazionali tra galassie e altre strutture cosmiche. Tuttavia, nonostante le numerose evidenze indirette, la materia oscura non è ancora stata osservata in maniera diretta, lasciando aperta la domanda sulla sua reale esistenza.
Alcuni fisici ipotizzano che particelle di materia oscura possano, in rare occasioni, collidere con nuclei atomici. Tali collisioni genererebbero una minuscola quantità di energia rilevabile, offrendo la tanto attesa prova dell’esistenza di queste enigmatiche particelle.
Una nuova speranza: rilevare la materia oscura con le rocce
Il team di ricerca della Virginia Tech ha lanciato un progetto pionieristico per studiare come le antiche rocce terrestri possano rivelarsi strumenti preziosi in questa ricerca. Gli scienziati ritengono che, nei 4,6 miliardi di anni di storia del nostro pianeta, la materia oscura possa aver interagito con la Terra innumerevoli volte. Esaminando tracce residue di queste interazioni nei cristalli delle rocce, potrebbero individuare indizi di passate collisioni con particelle di materia oscura.
Questa ambiziosa idea, risalente agli anni ’80, è ora finalmente realizzabile grazie ai progressi nelle tecnologie di imaging. Gli scienziati utilizzeranno tecniche di imaging microbiologico avanzato per studiare i cristalli di rocce antiche, come il fluoruro di litio sintetico, alla ricerca di micro-tracce lasciate da particelle ad alta energia.
Il metodo di ricerca e le sfide tecniche
Quando una particella ad alta energia colpisce un nucleo atomico all’interno di una roccia, l’impatto può causare uno spostamento del nucleo, modificando la struttura cristallina del minerale. Analizzando le variazioni strutturali e sottraendo le distribuzioni note, i ricercatori sperano di individuare eventi riconducibili alla materia oscura.
Prima di poter procedere con gli esperimenti, sarà necessario selezionare accuratamente i minerali più adatti a fungere da “rilevatori” naturali. Questo richiederà una preparazione meticolosa e l’impiego di tecniche sofisticate di imaging e analisi.
Verso nuove scoperte nell’Universo invisibile
Se questa ricerca riuscirà a identificare segnali di interazioni tra materia oscura e materia ordinaria, potrebbe rappresentare una svolta storica per la fisica, fornendo la prima evidenza diretta di un elemento fondamentale dell’universo. La sfida è ambiziosa, ma la tecnologia attuale offre nuovi strumenti per esplorare un territorio finora sconosciuto, permettendoci di scrutare il lato invisibile della realtà.
