CONFERME DAL CACCIATORE DI MATERIA OSCURA

Più LUX, meno WIMP

I ricercatori della collaborazione LUX, lo strumento progettato per individuare le elusive particelle che costituirebbero la materia oscura nell'Universo, confermano: lo strumento non ha registrato finora alcun evento prodotto da interazioni di simili particelle. Ma la caccia continua...

Il rivelatore allo xenon di LUX durante una fase di calibrazione. Crediti: Matt Kapust/Sanford Underground Research Facility

Il rivelatore di LUX durante una fase di calibrazione. Crediti: Matt Kapust/Sanford Underground Research Facility

Qualche mese fa avevamo segnalato proprio qui su Media INAF i primi risultati dell’esperimento LUX (Large Underground Xenon experiment), un dispositivo in grado di registrare il passaggio di particelle massicce debolmente interagenti con la materia ordinaria (le Weakly Interacting Massive Particles, WIMP) che molti scienziati ritengono costituire la materia oscura che permea l’Universo. I risultati preliminari, ottenuti nei primi 85 giorni di funzionalemto del sofisitcato apparato  indicavano, al contrario di altri esperimenti, l’assenza di eventi di interazione riconducibili al passaggio nel rivelatore di queste particelle.

Dati che gli stessi ricercatori avevano presentato con le dovute riserve, dettate dalla necessità di ulteriori approfondimenti. Questi approfondimenti sono arrivati e non fanno che confermare quanto emerso dalle prime osservazioni, come afferma Rick Gaitskell, fisico della Brown University negli Stati Uniti, e uno dei portavoce della collaborazione LUX. “Le nuove calibrazioni hanno permesso di aumentare l’accuratezza delle misure di LUX di 10 volte e dimostrano che i primi risultati nella ricerca della materia oscura, che non hanno mostrato traccia della presenza di particelle di piccola massa, sono assolutamente solidi”.

LUX è stato progettato proprio per registrare le rare occasioni in cui una WIMP interagisce con la materia. Il suo rivelatore, posto sottoterra nel cuore  di una miniera d’oro abbandonata nel Sud Dakota, è composto da un contenitore contenenti 300 kg di xenon a 100 gradi sotto zero  rivestito con sensori di luce, ciascuno in grado di captare anche un singolo fotone. Nel loro passaggio nel serbatoio le WIMP, seppure in rarissime occasioni, dovrebbero scontrarsi con i nuclei degli atomi di xenon. Tali urti generano un piccolo lampo di luce e uno ione, che vengono identificati dai sensori di LUX.

Per ottenere risultati certi però questo tipo di strumenti così sensibili devono essere calibrati al meglio per evitare che segnali spuri vengano erroneamente associati ad eventi di interazione di WIMP. Per questo negli ultimi mesi ricercatori e tecnici dell’esperimento si sono concentrati su questo aspetto: “Abbiamo assolutamente bisogno di calibrare il nostro rivelatore secondo come dovrebbe apparirci un’interazione con una WIMP” ha detto James Verbus  della collaborazione LUX durante la presentazione dei nuovi risultati al Lake Louise Winter Istitute in Canada ieri l’altro. “Abbiamo lavorato per riuscire a conoscere con il massimo grado di precisione la risposta del rivelatore quando avviene un’interazione tra WIMP e materia ordinaria”.

E forte di queste nuove certezze sull’affidabilità del sistema, il team LUX ha ricontrollato i dati ottenuti dalla prima fase di attività del rivelatore, confermando che non sono stati registrati eventi di interazione con particelle di piccola massa. Ma il lavoro di LUX e del suo team è tutt’altro che esaurito: nei prossimi mesi il sistema riprenderà la sua attività per un periodo ininterrotto di un anno e con una sensibilità ancora più elevata.