Materia oscura: una particella per illuminarla | Astrofisica

Un gruppo di fisici nucleari sta proponendo un nuovo candidato per la materia oscura. Un tipo di particella che hanno recentemente scoperto, chiamata hexaquark, e che potrebbe gettare luce sulla nascita del nostro universo.

Materia oscura: cos’è

Nel 1933, Fritz Zwicky osservando le galassie della Chioma e della Vergine si accorse che la velocità delle stelle ai loro margini non seguiva la dinamica prevista dalle leggi della gravità e quindi ipotizzò che esistesse della massa non visibile che le influenzava. Negli anni ’50, Vera Rubin con altre osservazioni si accorse che questo tipo di materia era comune in tutte le galassie. Negli anni varie osservazioni hanno dato credito a queste idee ed oggi sappiamo che più del 80% della materia dell’universo è materia oscura. La materia oscura è un tipo di materia che non emette alcun tipo di radiazione conosciuta. Tuttavia sappiamo della sua esistenza perché siamo in grado di vederla interagire con la gravità e per alcuni effetti di distorsione della luce, noti come lente gravitazionale. Una lente gravitazionale è un effetto di distorsione della luce dovuto alla presenza di grandi masse ed oggi sappiamo che la materia oscura è in grado di provocare tale fenomeno.

Quark, bosoni, barioni: nomi strani ma fondamentali

Prima di proseguire con la scoperta, è importante capire due cose sulla natura più piccola dell’universo. Normalmente siamo abituati a pensare che le componenti più piccole della materia siano gli atomi o per lo più particelle come elettroni, protoni e neutroni. Tuttavia nella fisica moderna il mondo è organizzato da altre particelle più piccole che di fatto lo organizzano. I quark sono le particelle fondamentali che conosciamo: di solito si combinano in gruppi di tre per formare protoni e neutroni. Collettivamente, queste particelle di tre quark sono chiamate barioni. La maggior parte della materia osservabile (quindi non oscura) dell’Universo è costituita da questa combinazione chiamata appunto materia barionica. Altro tipo di particella fondamentale è il bosone, questa segue leggi particolari e, probabilmente, compone anche la materia oscura. I bosoni sono la classe di particelle responsabili delle forze: i gluoni e i bosoni W e Z, responsabili rispettivamente delle forze nucleari forte e deboli, il fotone, legato alla radiazione elettromagnetica ecc ecc… Il più famoso rappresentante di questa categoria è il “Bosone di Higgs“, o “particella di dio” come era stata ribattezzata, responsabile della massa e della gravità.

L’origine della materia oscura: una nuova luce

L’origine e la composizione della materia oscura è uno degli enigmi della fisica moderna. Negli anni i fisici hanno sviluppato molte teorie diverse per spiegare di cosa potrebbe essere fatta esattamente. Ora un team di ricercatori, ipotizza di aver illuminato la questione. I fisici nucleari dell’Università di York hanno proposto una nuova particella scoperta di recente, chiamata d-star hexaquark, per spiegare la materia oscura. La particella è composta da sei quark e, secondo i calcoli, potrebbero essersi originate poco dopo il Big-Bang.  Il gruppo di ricerca suggerisce che in quelle condizioni, questo tipo di particelle avrebbero potuto raggrupparsi mentre l’universo si raffreddava e si espandeva per formare il quinto stato della materia: il condensato di Bose-Einstein. Questo tipo di risultato è ancora solamente teorico, ma i ricercatori si dicono entusiasti perché la loro ricerca non prevede concetti nuovi per la fisica. I ricercatori collaboreranno ora con scienziati in Germania e negli Stati Uniti per testare la loro teoria sull’origine della materia oscura e cercare i “loro hexaquark” nel cosmo. L’origine della materia oscura nell’universo è una delle maggiori domande della scienza, ma forse oggi è un po’ meno buia. Seguiteci sulla sezione scienze per altre news!