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A caccia dell’assione nell’alone della Via Lattea: l’Axion Dark Matter Experiment

Scritto da Redazione di Gaianews.it il 07.11.2013

L’università di Washington sta per dare il via alla sua caccia all’Assione grazie all’Axion Dark Matter Experiment. A guidare la ricerca, lo scienziato Leslie Rosenberg.

L’Axion Dark Matter Experiment è un rivelatore estremamente sensibile, che è attualmente in fase di test al Center for Experimental Nuclear Physics and Astrophysics della University of Washington. L’assemblaggio del rilevatore è stato completato i primi di ottobre, e ora si sta procedendo alla messa in attività, che prevede test e messa a punto delle attrezzature. Poi la caccia avrà inzio.

Crediti: Mary Levin / University of Washington

Crediti: Mary Levin / University of Washington

L’obiettivo dell’Axion Dark Matter Experiment è la ricerca degli assioni nella materia oscura nell’alone della Via Lattea, rilevando la conversione molto debole di assioni in fotoni a microonde.

“Questo è un esperimento da ‘ago nel pagliaio’, ha spiegato Rosenberg. Perchè?

L’assione è stato ipotizzato dai fisici alla fine del 1970 come soluzione ad un problema in una teoria chiamata cromodinamica quantistica. Poco si sa di certo sull’assione. Sembra che reagisca gravitazionalmente alla materia, ma per il resto non dovrebbe interagire in altro modo.

Dal 1930, gli scienziati hanno ipotizzato la presenza di una sostanza invisibile, ma massiccia, una sorta di collante gravitazionale, che impedisce alle galassie rotanti di essere spinte via. Se l’esistenza dell’assione venisse confermata sarebbe un candidato alla composizione della materia oscura che agirebbe come una sorta di “colla gravitazionale”.

La materia oscura rappresenta circa un quarto di tutta la massa dell’universo, ma poiché gli assioni reagiscono così poco – e le loro reazioni sono così debolei- trovarli non è affatto facile.

“Abbiamo probabilmente il rilevatore di assioni più sensibile in funzione,” ha detto Rosenberg. “E’ sensibile alla incredibilmente debole interazione fra gli assioni e la radiazione elettromagnetica.”

Il rivelatore utilizza un potente magnete che circonda un ricevitore microonde sensibile che si raffredda a 4,2 kelvin, circa meno 452 F. La bassa temperatura riduce il rumore termico e aumenta notevolmente la possibilità che il rilevatore riesca a rilevare gli assioni nella loro conversione in fotoni a microonde.

Il ricevitore a microonde può essere regolato sulla massa dell’assione, il che aumenta anche la possibilità di individuare una interazione tra assioni e campo magnetico del rilevatore. Una reazione depositerebbe una minuscola quantità di potenza elettromagnetica nel ricevitore, che potrebbe essere registrata dal computer di monitoraggio del rilevatore.

L’interesse per l’Axion Dark Matter Experiment sta crescendo a causa dei recenti sviluppi nella ricerca fisica. Fra questi la scoeperta del Large Hadron Collider di Ginevra, in Svizzera, dello sfuggente bosone di Higgs nel 2012, che non ha però trovato prove a sostegno della supersimmetria, una proposta di risoluzione per alcune incongruenze tra le teorie della fisica delle particelle.

“La mancanza di prove ha creato un impulso a separare la ricerca della materia oscura dal lavoro sulla supersimmetria,” ha spiegato Rosenberg, “perciò la nuova versione dell’Axion Dark Matter Experiment sta attirando notevole interesse tra i ricercatori.”

La ricerca è possibile grazie ad una collaborazione fra il Lawrence Livermore National Laboratory, il National Radio Astronomy Observatory, l’Università della California, Berkeley, l’Università di Sheffield, in Inghilterra, l’Università della Florida, e la Yale University. Il lavoro è finanziato dal Dipartimento dell’Energia.

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