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SCIENZA

Alle frontiere della conoscenza

Una trappola per la materia oscura nel cuore del Gran Sasso

Nei Laboratori Nazionali dell'INFN è stato inaugurato Xenon1T, uno strumento sensibilissimo per individuare le particelle più sfuggenti dell'universo

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L'esperimento Xenon1T nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso (foto INFN)
di Andrea BettiniAssergi (L'Aquila)
La trappola è pronta ed è la più avanzata mai realizzata. Posizionata nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’Infn, sotto 1400 metri di roccia, è stata disegnata per catturare l’ombra della materia oscura. Si chiama Xenon1T e i membri dei 21 gruppi di ricerca internazionali che vi lavorano hanno scelto come suo slogan “illuminare l’oscurità”, una frase adatta per descrivere una macchina che vuole fare luce su uno dei misteri della fisica contemporanea.

Una sostanza sfuggente 
Cosa sia la sostanza invisibile che costituisce il 25% circa dell’universo, infatti, è ancora un grosso punto di domanda. Sappiamo che è cinque volte più abbondante della materia ordinaria che compone tutto ciò che conosciamo. Sappiamo che esiste e che non assorbe né emette luce. Ma non sappiamo ancora quale sia la sua natura.

Un cuore di xenon 
Xenon1T proverà a risolvere il giallo cercando le particelle WIMP, considerate come le costituenti più probabili della materia oscura e per ora solo teorizzate e mai osservate. Visto dall’esterno, l’esperimento ha la forma di un enorme cilindro, alto come una palazzina di tre piani. La chiave che potrebbe permettergli di riuscirci, secondo gli scienziati, è la combinazione di condizioni molto particolari. Da una parte c’è la posizione dentro la montagna, che scherma da buona parte dei raggi cosmici, dall’altra c’è la struttura a strati della macchina, una serie di filtri con al centro un contenitore con 3500 chilogrammi di xenon liquido. Sulla carta, sin lì potrebbero arrivare solo delle particelle che non interagiscono quasi con niente. Se accadesse, il sistema allestito è pronto a rilevare eventuali “bagliori” prodotti dal passaggio nello xenon.
 
La speranza di "catturare" una WIMP
“Il sogno è vedere un segno dell’esistenza di queste particelle – dice la coordinatrice dell’esperimento, Elena Aprile – Anche se questo non dovesse accadere l’esperimento chiarirà comunque molte questioni e ci dirà che dobbiamo guardare più in là, con strumenti ancora più sensibili”.

Leadership mondiale 
Strumenti più sensibili che al momento non esistono in nessun luogo al mondo. Un primato che i Laboratori Nazionali del Gran Sasso detengono con orgoglio. “Xenon1T mantiene la nostra leadership in questo settore – dice il direttore, Stefano Ragazzi – Si spera che qualcuno prima o poi chiarisca l’enigma della materia oscura. Vorremmo farlo qui”.