Coelum Astronomia 210 - 2017 - Page 76

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Sopra. Il Large Hadron Collider (LHC) è l’acceleratore di particelle più grande e potente del mondo. Crediti: CERN.

di materia oscura sono i Laboratori Nazionali del Gran Sasso (una delle sorgenti di background più problematiche, che possono interferire con le ricerche dirette di particelle, sono infatti i raggi cosmici, che vengono bloccati dalle centinaia di metri di roccia sovrastanti i Laboratori). L’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) ha avuto un ruolo fondamentale nello sviluppo, in collaborazione con la NASA, del telescopio per raggi gamma Fermi, uno degli strumenti più potenti per ricerche indirette di materia oscura, e del misuratore di raggi cosmici satellitare PAMELA. Entrambi questi esperimenti potrebbero già aver rivelato i primi segnali sperimentali dalla materia oscura (vedi il seguente paragrafo). Infine, l’Italia e i ricercatori italiani giocano un ruolo fondamentale al CERN nell’ambito delle attività legate all’acceleratore di particelle Large Hadron Collider (LHC) e connesse alla ricerca di

Sopra. Tre possibili modi per cercare segnali di materia oscura:

“Direct detection”, o ricerche dirette, cercano di carpire i piccolissimi effetti sperimentali che la particella di materia oscura x potrebbe depositare sulla materia ordinaria, f in figura.

Da sinistra a destra, invece, due particelle di materia oscura si annichilano producendo due particelle di materia ordinaria: se le particelle di materia ordinaria sono sufficientemente rare (ad esempio positroni nei raggi cosmici),è possibile utilizzare questo metodo “indiretto” (non si cerca direttamente la materia oscura, ma ciò in cui la materia oscura si annichila).

Infine, acceleratori di particelle possono produrre particelle di materia oscura direttamente (da destra a sinistra in figura): questa strategia viene utilizzata ad esempio al CERN per le ricerche di materia oscura con il Large Hadron Collider (LHC).