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Materia oscura: la firma nel plasma

Materia oscura: la firma nel plasma

La materia oscura è una componente misteriosa che costituisce l’85% della materia nell’universo. Si pensa che essa sia costituita da ipotetiche particelle “fredde”,note come assioni.

Per rilevare gli assioni, e quindi la materia oscura, uno studio ha sperimentato un nuovo metodo basato sul plasma, un  gas ionizzato, costituito da un insieme di elettroni e ioni.

La ricerca, pubblicata su Physical Review Letters, è stata condotta da un team dell’Università di Stoccolma.

«Trovare l’assione è un po’ come sintonizzare una radio: devi sintonizzare l’antenna fino a quando non prendi la giusta frequenza », afferma il Dr. Alexander Millar, del Dipartimento di Fisica dell’Università di Stoccolma e autore della ricerca.

Secondo lo studio, all’interno di un campo magnetico gli assioni genererebbero un piccolo campo elettrico che a contatto con il plasma si convertirebbe in fasci di luce. Queste oscillazioni del plasma amplificherebbero il segnale degli assioni, portando ad una migliore “radio-frequenza” della materia oscura.

A differenza degli esperimenti tradizionali basati su cavità risonanti, il plasma genera un segnale molto più ampio, con un alto margine di rilevamento. 

«Senza il plasma freddo, gli assioni non possono convertirsi efficacemente in luce », spiega Millar. «Il plasma ha un duplice ruolo, crea un ambiente che consente una conversione efficiente, e fornisce una risonanza in grado di raccogliere l’energia della materia oscura convertita».

La costruzione di un ‘plasma sintonizzabile’ permetterà agli scienziati di condurre esperimenti molto più accurati delle tecniche tradizionali.

Per ‘sintonizzare’ questa “radio-assione” gli autori propongono di usare fili metamateriale, un sistema di fili più sottili dei capelli che può essere spostato per modificare la frequenza caratteristica del plasma. All’interno di un grande e potente magnete, simile a quelli utilizzati nelle macchine di risonanza magnetica negli ospedali, un filo metamateriale si trasforma in una radio ad assione molto sensibile.

La ricerca della materia oscura con i plasma non rimarrà solo un esperimento interessante. Un team di scienziati di Berkeley, in collaborazione con i ricercatori, sta portando avanti nuovi studi sul tema, con l’obiettivo di costruire un esperimento simile in futuro.

«Il fatto che la comunità scientifica si sia aggrappata a questa idea così rapidamente è molto eccitante e promettente per la costruzione di un esperimento su vasta scala», conclude Millar.

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