Mmm... PAMELA!

L’altro ieri radio e giornali - forse anche le TV ma non ho sentito - gridavano al miracolo: sembrava che fosse finalmente stato scoperto cosa costituisce la famosa materia oscura (DM). Sentita la sensazionale ed alquanto strana notizia, sono subito corso ad informarmi. In effetti in prima pagina sul sito del Corriere.it c’era l’articoletto dove spiegavano che l’esperimento PAMELA “potrebbe avere raccolto la sua prima evidenza concreta” della DM. Già meglio. Però ho voluto saperne di più, così ieri sono andato sul sito di Nature e ho scaricato l’articolo (sfruttando i servizi messi a disposizione dall’ateneo patavino - ho appena scoperto, mettendo i link, che l’articolo è disponibile dal sito ufficiale di PAMELA; vi metto il link diretto al PDF: qui).

Il titolo già mi dà conforto, nel senso che non è ad esempio “The discover of the dark matter”, ma un più enigmatico “An anomalous positron abundance in cosmic rays with energies 1.5-100 GeV”.

Per chi è pigro e non ha voglia di leggersi l’articolo, vi dico in parole povere quello che è successo. Nel 2006 hanno lanciato un satellite dal provocante nome PAMELA, il quale aveva il compito di misurare i flussi di elettroni e positroni e calcolare il rapporto flusso_positr./(flusso_positr. + flusso_elettr.). Chiaramente tale rapporto è minore di 1, dal momento che c’è molta più materia di antimateria. Ma perché calcolare quanta antimateria c’è? E soprattutto, che cosa c’entra con la DM? Ebbene, gli astrofisici sostengono (io sono ancora studente e quindi non c’entro, eheheheh) che i positroni vengono emessi in due maniere: a) mediante l’interazione dei raggi cosmici con il mezzo interstellare e b) emissioni da parte di pulsars, microquasar ma anche dall’annichilazione di DM. Nel primo caso si parla di sorgenti secondarie, nel secondo di sorgenti primarie.

Durante gli anni passati si è sempre creduto che tali emissioni provenissero quasi solamente da sorgenti secondarie, dal momento che - dicono - ci sono poche pulsars e soprattutto pochi quasar i cui positroni arrivano fino a noi. Si è sempre tralasciata l’ipotesi dell’annichilazione di DM, in quanto le energie esplorate erano basse e oltretutto, con gli strumenti degli anni ’90, sembrava che il rapporto tra i flussi di positroni ed elettroni diminuisse con l’energia.

Ora, questo PAMELA ha sconvolto i piani un po’ a tutti, in quanto la maggiore sensibilità nel range delle alte energie (da 1.5 a 100 GeV), ha permesso di studiare nel dettaglio tale rapporto: esso aumenta di un ordine di grandezza, quindi non bruscolini. Questo fa quindi pensare che ad alte energie i positroni cominciano ad essere molti e quindi la cosa non è più spiegabile mediante processi secondari. O meglio, se si vuole mantenere quell’ottica, bisogna supporre che esista una qualche accelerazione nei raggi cosmici, in grado di fornire le energie osservate. Oppure, cosa non altrettanto semplice da provare, l’aumento dell’abbondanza dei positroni è dovuto ad una componente primaria. 

Come dicevo prima, dal momento che ci sono poche pulsars e ancora meno quasars i cui elettroni e positroni arrivano fin qui con tali energie. Si deve quindi supporre che l’anomalia riscontrata sia dovuta all’annichilazione o al decadimento delle particelle di DM, i famosi WIMP, di cui ne so poco se non che i candidati migliori sono i neutralini (per i modelli che fanno uso della supersimmetria) e particelle di Kaluza-Klein (per modelli che fanno uso di dimensioni extra).

Ma perché, secondo voi, ho scritto tutta questa roba? Essenzialmente per far passare un po’ di tempo mentre sto installando gli aggiornamenti sul Vista-PC. Bene, sarà un caso, ma ha appena finito.

Saluti.