Una nuova sostanza per la materia oscura?

Nonostante la materia oscura sembra essere diffusa in gran parte dell’Universo, a tutt’oggi ancora si fatica a capire le sue origini e a definirla in modo corretto. Attualmente l’ipotesi più accreditata è che sia composta dalle cosiddette Wimps, Weakly Interacting Massive Particle, ipotetiche particelle dotate di massa che interagiscono debolmente con la materia normale attraverso la gravità e la forza nucleare debole.

Nascosti perché le particelle di questi settori non sono influenzate dalle tipiche interazioni forti o elettrodeboli del nostro settore visibile, e questo riduce sensibilmente la possibilità di poterle rilevare.

Quindi delle ipotetiche particelle dei settori nascosti potrebbero essere ovunque intorno a noi, ma il problema è che al momento non abbiamo alcuna possibilità di poterle rilevare.

Nell’ipotetico scenario proposto, la materia oscura è composta da particelle dei settori nascosti che comunicano con il mondo visibile attraverso dei portali che li collegano tra di loro: in questo modo, la materia oscura riuscirebbe a esercitare quegli effetti gravitazionali che i fisici osservano da tempo. A un primo impatto l’ipotesi potrebbe apparire inverosimile, ma portali e settori nascosti sono elementi alla base della teoria delle stringhe e della teoria M, le più accreditate ipotesi che cercano di spiegare la fisica delle particelle a livello fondamentale.

“Nel nostro lavoro suggeriamo che se il modello standard della fisica delle particelle è parte di un contesto più grande in cui sono valide la teoria delle stringhe e la teoria M, le Wimps non sarebbero affatto un buon candidato per spiegare la materia oscura perché come particelle sono piuttosto instabili” racconta uno degli autori, Sebastian Ellis.

Essendo particelle supersimmetriche leggere finora si ipotizzava che le Wimps fossero anche degli elementi particolarmente stabili. Gli autori dello studio però, partendo dall’ipotesi dell’esistenza di un solo settore visibile e oltre 100 settori nascosti, sostengono che in alcuni di questi potrebbero trovarsi delle particelle ancor più leggere delle Wimps. Quindi più stabili, e quindi candidati migliori per la materia oscura.

Le Wimps dei settori nascosti, infatti, potrebbero teoricamente decadere in una o più particelle leggere, le quali a loro volta decadono in particelle ancor più leggere di altrettanti settori nascosti. Per questo la particella supersimmetrica più leggera del settore visibile potrebbe non essere stabile abbastanza per esser considerata materia oscura (e questo spiegherebbe anche perché è così difficile vedere le Wimps). In base a questa teoria è quindi molto più probabile che in un qualsiasi settore nascosto possa esistere una particella sconosciuta più stabile che è il candidato ideale per la materia oscura.

“Il significato più grande del nostro lavoro è che costringerà i fisici teorici a rivedere il loro paradigma sulle Wimps, nonostante per più di 30 anni siano stata considerate il candidato ideale per spiegare la materia oscura” racconta Ellis. “E se la materia oscura proviene veramente da un ipotetico settore nascosto, questo pone un serio problema sul come rilevarla, oltre che attraverso le sue interazioni di tipo gravitazionale”.

Nei prossimi anni i ricercatori prevedono di investigare meglio i segni che caratterizzano le Wimps e il loro decadimento in una particella dei settori nascosti, in modo da fare da guida per gli esperimenti di un imminente futuro che chiariscano le origini della materia oscura.

Via: Wired.it