{"id":3261,"date":"2022-02-10T13:59:54","date_gmt":"2022-02-10T12:59:54","guid":{"rendered":"https:\/\/wpress.ca.infn.it\/?p=3261"},"modified":"2022-02-10T13:59:56","modified_gmt":"2022-02-10T12:59:56","slug":"una-nuova-luce-sulla-materia-oscura","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wpress.ca.infn.it\/?p=3261","title":{"rendered":"Una nuova luce sulla materia oscura"},"content":{"rendered":"\n

Il 2022 inizia con un nuovo importante risultato nella ricerca della materia oscura, ottenuto da una collaborazione internazionale presso l’esperimento DEAP-3600, situato allo SNOLAB, in Canada, e che ha visto tra i suoi protagonisti anche l\u2019assegnista di ricerca dell\u2019Universit\u00e0 di Cagliari e INFN Cagliari Michela Lai.<\/em><\/p>\n\n\n\n

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Ricostruzione del “bullet cluster”, lo scontro tra ammassi di galassie da cui si evince la presenza della materia oscura. In rosa la luce emessa dalla materia, in blu, l’effetto gravitazionale della materia (ordinaria pi\u00f9 oscura)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

La materia oscura <\/strong>\u00e8 una forma di materia che, si ipotizza, costituisca pi\u00f9 di tre quarti di tutta la materia dell’Universo. Non \u00e8 visibile a occhio nudo e con nessun telescopio o antenna, ma, avendo una massa, esercita la sua attrazione gravitazionale su gas e polveri che osserviamo nelle galassie, determinandone la struttura e i moti. Non possiamo vedere le particelle di materia oscura (perch\u00e9 non emettono luce), ma sembra che queste, sotto opportune condizioni, ci possano fornire una prova della loro esistenza<\/strong>. Infatti, l\u2019urto della materia oscura contro atomi pesanti di elementi nobili come l’argon, produce un segnale luminoso unico, caratteristico, ma estremamente flebile che solo con rivelatori ultrasensibili possiamo misurare. Questo \u00e8 proprio il caso del rivelatore DEAP-3600<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

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L’esperimento SnoLab situato in Canada<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

L’esperimento canadese \u00e8 situato a 2 km sotto la superficie terrestre e contiene al suo interno un grande pentolone con 3,3 tonnellate di argon liquido ad una temperatura di circa -180\u00b0 Celsius. \u00c8 il pi\u00f9 voluminoso rivelatore di materia oscura attualmente in azione al mondo.  Grazie al lavoro di pi\u00f9 di 100 scienziati sparsi in 25 istituti di ricerca<\/strong>, i suoi dati hanno permesso negli ultimi anni di escludere diversi possibili tipi o “modelli” di materia oscura, specialmente quelli che prevedevano l\u2019esistenza di particelle oscure leggerissime, di massa pari a circa quella di 100 atomi di idrogeno.<\/p>\n\n\n\n

Le misure sperimentali e un\u2019innovativa analisi dei dati ottenuti hanno condotto la collaborazione scientifica di DEAP-3600 alla ricerca di particelle di materia oscura con una massa molto grandi<\/strong>, pari a 22 mg, circa il peso di un granello di sabbia<\/strong>: si tratta della pi\u00f9 grande massa mai ipotizzata per una particella elementare. Dopo circa tre anni di presa dati, l’analisi accurata dei risultati sperimentali condotta grazie al contributo dell\u2019assegnista di ricerca dell\u2019Universit\u00e0 di Cagliari Michela Lai<\/strong> ha portato ad escludere anche questo “profilo” di materia oscura che fino ad oggi nessuno era riuscito a investigare.<\/p>\n\n\n\n

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L’esperimento DEAP-3600<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

L’analisi \u00e8 stata il risultato di una collaborazione affiatata tra tutti i partner. Nello specifico, ha visto principalmente coinvolte l’Universit\u00e0 di Carleton<\/strong> (Ottawa, Canada), il centro di ricerca canadese TRIUMF<\/strong>, l’Universit\u00e0 di Cagliari <\/strong>e l’INFN Cagliari<\/strong>. Qui in particolare hanno giocato un ruolo fondamentale Michela Lai<\/strong> e Shawn Westerdale<\/strong>, gi\u00e0 assegnista di ricerca presso l’INFN, sotto la supervisione del Dr. Walter Bonivento<\/strong>, leader dei gruppi DarkSide<\/strong> e DEAP<\/strong> a Cagliari.<\/p>\n\n\n\n

La ricerca ha occupato la ricercatrice Lai per buona parte del suo dottorato di ricerca, svolto tra l’Universit\u00e0 di Parigi Diderot e l’Universit\u00e0 degli Studi di Cagliari e finanziato dall’INFN Cagliari e si \u00e8 concluso nel 2021 con la pubblicazione dell’analisi dati raccolti dall\u2019esperimento DEAP in una delle pi\u00f9 autorevoli riviste nel settore, Physical Review Letter<\/strong>s (PRL).<\/p>\n\n\n\n

“Effettuare questa analisi\u201d – ci racconta Michela – \u201cvederla nascere, portarla avanti durante il dottorato, e infine vederne riconosciuto il valore con la sua pubblicazione su PRL \u00e8 stata una meravigliosa soddisfazione. Mi ha ricordato perch\u00e9 amo la ricerca, e perch\u00e9 continuer\u00f2 a farla, ovunque mi porti. Il nostro \u00e8 stato un lavoro di squadra, una squadra affiatata e appassionata. Una squadra internazionale ed eterogenea, tra dottorandi, ricercatori, teorici e sperimentali e, forse, proprio per questo, straordinariamente funzionale.”<\/p>\n\n\n\n

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Michela Lai, assegnista di ricerca dell’Universit\u00e0 di Cagliari e INFN Cagliari, autrice della ricerca sulla materia oscura<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

La ricerca pone le basi degli sviluppi futuri nella ricerca della materia oscura condotti attraverso la colonna di distillazione dell\u2019argon denominata ARIA<\/strong>. La colonna di distillazione \u00e8 installata in Sardegna<\/strong>, presso la miniera di Seruci, e la sua realizzazione sar\u00e0 funzionale ai futuri studi presso i laboratori nazionali del Gran Sasso all\u2019interno della collaborazione Darkside-20k che vede la collaborazione internazionale tra la sezione di Cagliari dell\u2019Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, l\u2019Universit\u00e0 di Cagliari, la Regione Sardegna<\/strong>, la Carbosulcis<\/strong>, la Princeton University<\/strong>, il CERN<\/strong>, l\u2019Universit\u00e0 di Sassari<\/strong>, il Politecnico di Milano<\/strong>, il Fermi National Laboratory<\/strong>, l\u2019ENEA<\/strong>, l\u2019Istituto ITIM<\/strong> di Cluj Napoca (Romania) e altri numerosi istituti ed universit\u00e0.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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