Riparte LHC: a caccia della materia oscura a Ginevra

Dopo una pausa di due anni il Large Hadron Collider (LHC) del CERN di Ginevra è ufficialmente tornato in funzione. Obiettivi? Accedere al dominio inesplorato della Materia Oscura e cercare teorie oltre il Modello Standard.

Sono bastati poco meno di due anni di lavoro dei tecnici di LHC, per consentire di operare a circa il doppio l’energia d’impatto delle particelle all’interno dell’acceleratore più grande mai costruito dall’uomo. “Con l’ energia maggiore – spiega Pierluigi Campana, ricercatore dei Laboratori Nazionali di Frascati che ha coordinato negli ultimi 3 anni l’esperimento LHCb – si potrebbero creare nuove particelle che permetterebbero, ad esempio, di spiegare la natura della Materia Oscura che permea il nostro Universo”.

LHCb e’ uno degli esperimenti del Large Hadron Collider che si propone di studiare i meccanismi che hanno generato l’attuale asimmetria materia /anti-materia presente nell’Universo. Alcuni aspetti dell’anti-materia infatti sono per alcuni versi ancora sconosciuti. Nei nostri esperimenti riproduciamo i primi istanti dopo il Big Bang, quando si formarono materia e anti-materia. Quali sono quindi i meccanismi che hanno portato il nostro universo ad essere fatto solo materia ordinaria? Il modello che descrive il microcosmo – il modello standard delle particelle elementari – è veramente capace di spiegare il nostro universo attuale?

“Il Modello Standard – continua Campana – è estremamente preciso per spiegare la maggior parte dei fenomeni dell’Universo visibile. Sappiamo però che solo il 5% dell’Universo è composto da quella che conosciamo come materia, il 23% e’ invece stata denominata Materia Oscura, mentre tutto il resto è energia oscura (quella che consente attualmente all’Universo di espandersi). Di questa non conosciamo ancora nulla e il Modello Standard non consente di fare previsioni o chiarezza in merito. La speranza è che aumentando l’energia delle collisioni, si riesca ad accedere a questo dominio inesplorato, superando le teorie del Modello Standard”.

Ma che cos’è la materia scura? La materia oscura è uno dei grandi misteri dell’Universo. Esiste, ne sentiamo la presenza, ma non sappiamo che cosa sia. Tale denominazione nasce dal fatto che essa, a differenza della materia ordinaria, non emette radiazione elettromagnetica né interagisce con essa. La sua osservazione diretta risulta quindi impossibile. Inutile dire che la conoscenza della materia oscura ci aiuterà a capire le dimensioni, la forma e il destino futuro dell’Universo.

Sino ad oggi il mistero rimane fitto, anche se gli esperimenti a LHC hanno escluso l’idea che alcune particelle fossero “dietro l’angolo” a valori delle masse particolarmente basse. I risultati delle prime misure indicano che i meccanismi che dominano la Materia Oscura sono più complessi di quanto ci si aspettava. Nei prossimi anni sarà necessario un intenso lavoro, sia teorico che sperimentale, per individuare e trovare nuove strade.

Come spesso accade, la Natura ci può riservare delle sorprese. Sta all’uomo e alla ricerca, con pazienza, svelare i suoi affascinanti misteri.