Materia oscura, c'è un primo indizio?

Da quasi cento anni gli scienziati cercano di svelare uno dei più grandi misteri dell'Universo: la materia oscura. Si tratta di una sostanza invisibile che, secondo le stime, compone circa l'85% di tutta la massa presente nel cosmo. Il problema è che, nonostante decenni di ricerche, nessuno è mai riuscito a osservarla direttamente. Ora un nuovo studio dell'esperimento LUX-ZEPLIN (LZ) ha rilevato qualcosa di insolito: un segnale che i ricercatori non riescono a spiegare con le normali "interferenze" prodotte dalla materia ordinaria. Mancano ancora le prove statistiche necessarie — ma è comunque l'indizio più promettente mai raccolto.. Un laboratorio sottoterra LZ è un progetto internazionale che coinvolge 250 tra scienziati e ingegneri, provenienti da 39 istituzioni in tutto il mondo. Il cuore dell'esperimento è un rivelatore gestito dal Berkeley Lab (Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti), collocato a quasi un chilometro e mezzo di profondità nel Sanford Underground Research Facility, in Sud Dakota. Perché così in profondità? Perché il rivelatore, che contiene 10 tonnellate di xeno liquido ultrapuro, deve essere protetto il più possibile da qualsiasi interferenza esterna per riuscire a "vedere" le tracce lasciate dalle WIMP, le particelle massicce a interazione debole che si ritiene possano costituire la materia oscura. I risultati sono stati presentati alla conferenza TeVParticle Astrophysics 2026, in Giappone, e saranno pubblicati sulla rivista Physical Review Letters.. Cautela scientifica «Siamo davvero incuriositi da questo evento, perché si trova esattamente nella zona dei dati in cui ci aspetteremmo di trovare la materia oscura e dove il rumore di fondo è molto basso», ha spiegato Rick Gaitskell, professore alla Brown University e portavoce di LZ. «Ma con un solo evento non possiamo trarre conclusioni affrettate. Non stiamo dicendo di aver visto la materia oscura. Abbiamo visto qualcosa di interessante che vogliamo condividere con la comunità scientifica».. I ricercatori hanno analizzato 220 giorni di dati raccolti tra marzo 2023 e aprile 2024. In passato avevano già cercato in questi dati i segnali più "semplici" delle WIMP; questa volta hanno allargato la ricerca a un tipo di interazione più energetica, un ambito in cui LZ è particolarmente bravo a distinguere un vero segnale da un falso allarme. «È stato uno studio molto dettagliato, in una parte dei dati che non avevamo ancora esplorato. Ci abbiamo lavorato per mesi, cercando di capire ogni possibile causa 'normale' di questo evento», ha raccontato Sam Eriksen, ricercatore all'Università di Bristol e autore principale dello studio. «Conosciamo talmente bene il nostro rivelatore che anche un solo evento fuori dal comune ha un peso importante. Ci aspettiamo che gli eventi di vera materia oscura siano rarissimi: potrebbero bastarne pochi per avere la prima rilevazione in assoluto».. Cosa significherebbe, se fosse davvero materia oscura Se questo segnale anomalo fosse davvero generato dalla materia oscura, la particella coinvolta avrebbe una massa di almeno 200 GeV/c² — in parole povere, più di 200 volte più pesante di un protone, una delle particelle che compongono gli atomi. Questo suggerirebbe anche un tipo di interazione tra materia oscura e materia normale diverso e più complesso rispetto a quanto ipotizzato finora. Detto questo, è ancora presto per cantare vittoria.. In fisica, per parlare di "scoperta" servono prove statistiche molto solide, il cosiddetto livello "5 sigma" — una soglia di affidabilità altissima. Il nuovo risultato si ferma a 2,6 sigma, il che significa che c'è ancora circa uno 0,5% di probabilità che si tratti solo di un fenomeno di fondo scambiato per qualcos'altro. Insomma, una pista, ma non ancora una certezza. Con l'arrivo di nuovi dati, i ricercatori potranno capire se questo segnale si rafforzerà, confermando l'ipotesi della materia oscura, oppure se svanirà, rivelandosi un semplice disturbo. LZ continuerà comunque a raccogliere dati: possiede già il più grande archivio al mondo dedicato alla ricerca della materia oscura.. Come funziona la caccia alla materia oscura Il principio di base è semplice: quando una particella che dovrebbe essere costituita da materia oscura colpisce un atomo di xeno all'interno del rivelatore, produce un piccolo lampo di luce. È proprio questo lampo che gli scienziati cercano di individuare. Per evitare falsi allarmi, l'esperimento si affida a diverse barriere protettive: un chilometro e mezzo di roccia sopra il rivelatore, che blocca i raggi cosmici provenienti dallo spazio; una vasca d'acqua e altri rivelatori esterni, che schermano dai neutroni; e potenti strumenti di calcolo che aiutano a distinguere i veri segnali dal rumore di fondo. «Nei dati capita di trovare eventi anomali, ma di solito, analizzandoli più a fondo, si rivelano semplice rumore di fondo», ha commentato Aaron Manalaysay, fisico del Berkeley Lab e presidente del comitato scientifico di LZ. «Questo è il primo caso, in tutta la mia carriera, di un evento anomalo che regge a ogni verifica. Stiamo ancora cercando di capire se ci sia una causa rara che ci è sfuggita, ma è emozionante chiedersi se possa trattarsi davvero del primo indizio di materia oscura»..