Conoscere i principali ipotetici candidati della materia oscura

Noi di Mega Curioso abbiamo parlato in diverse occasioni della materia oscura. Come abbiamo spiegato, è incredibilmente difficile da rilevare perché non assorbe o riflette la luce ed è quindi invisibile. D'altra parte, la sua esistenza è reale, poiché la sua forza gravitazionale e la sua interazione con la materia ordinaria nell'universo possono essere misurate - e gli astronomi credono che oltre il 25% del cosmo sia composto da esso.

Ciò significa che, secondo Johar Ashfaque, un ricercatore dell'Università di Liverpool, in Inghilterra, quando guardiamo nello spazio, anche quando lo facciamo attraverso le attrezzature più sensibili e potenti che abbiamo, possiamo vedere solo una piccola parte di ciò che esiste. lì.

In effetti, secondo Johar, per ogni grammo di atomi nell'universo, abbiamo una quantità di materia oscura cinque volte superiore e, sebbene sia così abbondante, gli scienziati hanno cercato di rilevarla per decenni. Tuttavia, mentre la scienza continua a sforzarsi di svelare il mistero di ciò che la materia oscura è, dopo tutto, alcune ipotetiche particelle sono considerate candidati forti. Ecco cosa sono:

1 - WIMP

Il nome WIMP deriva da particelle voluminose che interagiscono debolmente e si riferisce a una particella ipotetica che si comporta diversamente dalla materia così come la conosciamo. I modelli matematici hanno sottolineato che se questa particella esistesse, sarebbe cinque volte più abbondante della materia ordinaria, in coincidenza con la quantità di materia oscura presente nell'universo.

Secondo Johar, i WIMP interagirebbero con la materia ordinaria attraverso la loro forza elettromagnetica, il che spiegherebbe perché la materia oscura è invisibile. Come ha spiegato, circa 10.000 di queste particelle attraverserebbero ogni centimetro quadrato del nostro pianeta al secondo e interagirebbero solo attraverso la gravità ed esercitando una piccola forza.

Pertanto, se i ricercatori confermassero mai l'esistenza di WIMP, le loro caratteristiche indicano che potrebbero essere rilevate attraverso le loro collisioni, il che influenzerebbe le particelle caricate qui sul nostro pianeta, causando loro di produrre luce.

2 - Assioni

Secondo Johar, gli assioni sarebbero particelle ipotetiche che si muovono lentamente, hanno poca massa, non hanno carica e interagiscono debolmente con la materia ordinaria, il che significa che non sarebbero molto facili da rilevare.

Tuttavia, i fisici ritengono che se la loro esistenza fosse confermata, gli assoni specifici della massa potrebbero spiegare la natura invisibile della materia oscura, perché se fossero un po 'più leggeri o più pesanti potremmo rilevarli. Inoltre, se esistessero queste particelle, sarebbero in grado di degradarsi in coppie di fotoni e i fisici potrebbero focalizzare la loro ricerca su queste coppie di particelle di luce per confermare la loro presenza.

3 - MASCHIO

Vuoi dire che non hai trovato divertente il nome "MASCHIO"? In realtà, sta per Massive Compact Halo Object e si riferisce a un'ipotetica particella che è tra i candidati più forti per spiegare l'esistenza e l'origine della materia. scuro.

Come ha spiegato Johar, come con le nane marroni e bianche e le stelle di neutroni, i MASCHILI ( sul serio ... il nome è fantastico! ) Sarebbero anche composti di materia ordinaria. Tuttavia, ciò che rende invisibili queste particelle è che emettono poca o nessuna luce.

Un modo per rilevarli sarebbe monitorare la luminosità delle stelle lontane attraverso un fenomeno noto come "lente gravitazionale". Questo effetto si osserva quando la luce emessa dalle stelle si flette mentre attraversano enormi oggetti celesti - come ad esempio le galassie - che deviano la luce dagli oggetti dietro di loro rispetto agli osservatori qui sulla Terra.

Perché questo fenomeno visivo può far “mettere a fuoco” la luce emessa dall'oggetto più lontano, grazie all'interferenza con l'oggetto più vicino, migliorando la luminosità del corpo più lontano, il che consentirebbe ai ricercatori di stimare la quantità di materia nascosta. laggiù.

La difficoltà è che l'effetto dipende dalla quantità di sostanza oscura presente nella galassia, e Johar ha detto che gli scienziati ritengono improbabile che un numero sufficiente di questi corpi oscuri possa accumularsi per giustificare l'abbondanza di materia oscura. che esiste nell'universo.

4 - Particella di Kaluza-Klein

La teoria di Kaluza-Klein si basa sull'esistenza di una quinta dimensione invisibile - oltre il tempo e le altre tre dimensioni dello spazio, vale a dire altezza, larghezza e profondità. Questa teoria prevede anche una particella che avrebbe una massa equivalente a 550-650 protoni e potrebbe spiegare l'esistenza della materia oscura.

Secondo Johar, la particella prevista da Kaluza-Klein potrebbe interagire con la materia attraverso l'elettromagnetismo e la gravità. Tuttavia, poiché sarebbe in una dimensione che non possiamo "vedere", questo spiegherebbe perché non siamo in grado di trovarlo semplicemente puntando i telescopi verso il cielo.

D'altra parte, poiché la particella di Kaluza-Klein dovrebbe degradarsi in particelle misurabili - come fotoni e neutrini - i fisici stanno provando a rilevarlo sperimentando il Large Hadron Collider.

5 - Gravitino

Secondo Johar, l'esistenza della gravitina era prevista grazie alla combinazione della teoria della supersimmetria e della teoria generale della relatività, vale a dire le teorie della supergravità. Il primo di questi - supersimmetria - afferma che tutti i bosoni (particelle che hanno uno spin intero, come nel caso dei fotoni) hanno un'ipotetica supercompany nota come "fotino", che a sua volta ha uno spin semi-intero .

Fondamentalmente, il gravitino sarebbe il (anche ipotetico) supercompagno gravitonico - che sarebbe la particella responsabile della trasmissione della forza di gravità. Pertanto, in alcuni modelli di supergravitazione in cui la gravitina ha poca massa, potrebbe spiegare la presenza di materia oscura.

* Pubblicato il 15/12/2015