L’IPOTESI DI DUE RICERCATORI ITALIANI

Sembravano alieni, ma forse sono assioni

A far “ballare” gli spettri di 236 stelle della Sloan Digital Sky Survey non sarebbero civiltà extraterrestri, come qualcuno aveva suggerito, bensì ipotetiche particelle di materia oscura di piccola massa. L’idea è di due fisici italiani, Fabrizio Tamburini e Ignazio Licata, e il loro studio sarà pubblicato sulla rivista Physica Scripta. Ne parliamo con uno di loro

Fabrizio Tamburini, fisico teorico

Quando non rimane altra spiegazione, dev’essere una cosa oscura. In astrofisica, materia o energia. L’escamotage è così ricorrente da esser venuto a noia agli stessi astrofisici. Ecco allora che, innanzi al comportamento apparentemente inspiegabile – una modulazione spettrale periodica – d’un campione di 236 stelle del catalogo della Sdss, la Sloan Digital Sky Survey, c’è chi aveva proposto una soluzione alternativa e certo più avvincente. In due parole: civiltà aliene. Potrebbero essere loro, scrivevano lo scorso ottobre – pur concedendo la necessità d’ulteriori conferme – in uno studio messo online su ArXiv i due astrofisici dell’Université Laval canadese Ermanno Borra ed Eric Trottier. Purtroppo, a oggi, d’ulteriori conferme che si tratti davvero d’intelligenze aliene non ne sono pervenute. In compenso è appena stato accettato sulla rivista Physica Scripta un altro articolo, questa volta a firma dei due fisici teorici italiani Fabrizio Tamburini e Ignazio Licata, che torna sui più battuti sentieri della “spiegazione oscura”. Con una variazione sul tema, però: a far “oscillare” le 236 stelle, scrivono Tamburini e Licata, potrebbe essere sì materia oscura, ma non una materia oscura qualsiasi, bensì assioni.

Pur non al livello di quella degli alieni e certo più ortodossa, la possibilità che siano assioni – una particella, ricordiamo, per ora ipotetica – è comunque affascinante e originale al punto giusto da sollevare molta curiosità. E si muovono al di fuori dei soliti percorsi accademici e delle istituzioni di fisica più canoniche gli stessi due autori dello studio – tra le affiliazioni di Licata figurano l’Institute for Scientific Methodology di Palermo e la School of Advanced International Studies on Theoretical and Nonlinear Methodologies of Physics di Bari, e un’istituzione culturale ad ampissimo spettro come il Center for Art and Media Karlsruhe (Zkm) tedesco per Tamburini. Ed è proprio a quest’ultimo che ci siamo rivolti per capire qualcosa di più sulla loro ipotesi.

Tamburini, cominciamo dall’anomalia osservata nelle 236 stelle, queste modulazioni spettrali per spiegare le quali è stata suggerita persino la possibilità che ci siano dietro intelligenze extraterrestri. Di che si tratta?

«Borra e Trottier fanno una Fourier del continuo dello spettro ottico e trovano una modulazione a 600 GHz. Ovviamente nessun fenomeno astrofisico classico può spiegare questa modulazione».

Nemmeno, per dire, esopianeti che orbitano velocissimi attorno a quelle stelle?

«A 600 GHz? Dovrebbero andare molto più veloci della luce…»

Voi dunque proponete che siano assioni. E dove si troverebbero?

«Nel nucleo delle stelle, come abbiamo scritto nel paper e come ipotizzato già da Brito et al. per stelle e nuclei bosonici».

Dunque la vostra è un’ipotesi compatibile con la teoria delle cosiddette stelle di bosoni?

«Sì, perfettamente. Fa parte della teoria della stella bosonica. È un nucleo bosonico che è all’interno della stella e deve raggiungere una massa critica».

L’ipotesi che siano assioni, se confermata, sarebbe sufficiente a giustificare il contributo di materia oscura alla massa totale dell’universo?

«La particella della quale scriviamo, l’assione, è probabilmente solo una parte della materia oscura. Sono necessari altri studi che andremo a proporre per vedere qual è la percentuale possibile. Può essere un mix di assioni e altre particelle, come le Wimps (weakly interacting massive particles) previste da teorie Gut che non hanno finora evidenza sperimentale (e anche teorica) chiarissima. Per queste si attende con estrema curiosità se quanto visto con l’esperimento Dama verrà confermato da altri esperimenti. Quanto all’assione, è previsto dal 1977 da Peccei e Quinn e poi da Wilczek, Weinber e altri per spiegare la violazione di simmetria CP, carica e parità coniugate, osservata nell’interazione forte. Quindi, a differenza delle Wimps, questa è una particella, un bosone, atteso per spiegare un’anomalia – anzi, più precisamente, una violazione di simmetria – ben conosciuta in cromodinamica quantistica».

Ma questi assioni, se ci sono, non dovrebbero essere praticamente ovunque? Perché solo in quelle 236 stelle? E perché non nel nostro Sole?

«Gli assioni sono ovunque, ma possono avere clustering. E per avere un nucleo con mix bosonico che oscilla come previsto dalla teoria bisogna raggiungere una massa critica, stabilità idrodinamica… In pratica si tratta dell’uno per cento del campione di stelle analizzate con nucleo idrodinamicamente stabile dove il core è un mix bosonico/materia fermionica, e comincia a oscillare molto rapidamente, con una frequenza e un’ampiezza che dipendono dalla massa della particella elementare, del bosone assione. Insomma, non è che siano solo 236 stelle nell’intero universo: sono un sottoinsieme di quanto analizzato nella Sloan Sky Survey. Inoltre, non sono mai stati fatti controlli simili su altre stelle fino a ora. Questi sono stati fatti per trovare tracce di vita extraterrestre, come nel progetto Seti ottico: civiltà extraterrestri che potrebbero mandare impulsi ottici modulati ad alta frequenza».

A proposito di questo: quando lei e Ignazio Licata avete letto la prima volta l’articolo di Borra e Trittier, là dove si dice che potrebbe trattarsi di civiltà aliene… l’avete considerata un’ipotesi plausibile?

«Personalmente confesso che l’ho sperato, da piccolo mi piacevano i sogni di Carl Sagan. Ma guarda caso Ignazio e io stavamo discutendo di relatività, avevo letto delle stelle bosoniche in un framework relativistico e la lampadina si è accesa. Poi ci siamo messi a lavorare sul pezzo per un bel po’, ma quello che è incredibile a prima vista è che le masse degli assioni che ne risultano si sovrappongono splendidamente con le simulazioni lattice Qcd (quantum chromodynamics) fatte da Borsanyi et al. pubblicate su Nature con le particelle del modello standard, simulazioni fatte in accordo con i dati Lhc. Tre coincidenze fanno una prova, abbiamo pensato».

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