Ulteriori indizi sulla natura della materia oscura emergono da una nuova ricerca
La chiave per comprendere il mistero della sfuggente materia oscura potrebbe risiedere nel fotone oscuro, un’ipotetica particella del settore oscuro proposta come vettore di forza simile al fotone dell’elettromagnetismo.
“La materia oscura costituisce l’84% della materia dell’Universo, ma ne sappiamo pochissimo”. Sostiene il professor Anthony Thomas dell’Università di Adelaide, coautore di un articolo pubblicato sul Journal of High Energy Physics.
“L’esistenza della materia oscura è stata stabilita con certezza dalle sue interazioni gravitazionali, ma la sua natura precisa continua a sfuggirci nonostante i migliori sforzi dei fisici di tutto il mondo. La chiave per comprendere questo mistero potrebbe risiedere nel fotone oscuro, una particella teorica massiccia che potrebbe fungere da portale tra il settore oscuro delle particelle e la materia regolare”.
La materia regolare, di cui siamo composti noi e il nostro mondo fisico, è molto meno abbondante della materia oscura: esiste una quantità di materia oscura cinque volte superiore alla materia regolare. Scoprire di più sulla materia oscura è una delle sfide più grandi per i fisici di tutto il mondo. Il fotone oscuro è un’ipotetica particella del settore nascosto, proposta come vettore di forza simile al fotone dell’elettromagnetismo, ma potenzialmente collegata alla materia oscura.
Testare le teorie esistenti sulla materia oscura è uno degli approcci che il professor Thomas e i suoi colleghi della Jefferson Lab Angular Momentum (JAM) Collaboration stanno perseguendo per ottenere maggiori indizi su questa sostanza elusiva ma molto importante.
Natura della materia oscura: buona struttura del mondo subatomico
“Nel nostro ultimo studio, esaminiamo i potenziali effetti che un fotone oscuro potrebbe avere sulla serie completa di risultati sperimentali del processo di scattering anelastico profondo”, ha spiegato il professor Thomas.
L’analisi dei sottoprodotti delle collisioni di particelle accelerate a energie estremamente elevate fornisce agli scienziati una buona prova della struttura del mondo subatomico e delle leggi di natura che lo governano. In fisica delle particelle, lo scattering anelastico profondo è il nome dato a un processo utilizzato per sondare l’interno degli adroni (in particolare i barioni, come protoni e neutroni), utilizzando elettroni, muoni e neutrini.
“Abbiamo utilizzato lo stato dell’arte dell’analisi globale della funzione di distribuzione dei partoni JAM, modificando la teoria sottostante per consentire la possibilità di un fotone oscuro”, precisa il professor Thomas. “Il nostro lavoro mostra che l’ipotesi del fotone oscuro è preferita all’ipotesi del Modello Standard con una significatività di 6,5 sigma, il che costituisce una prova della scoperta di una particella”.
