Alle 15:22 e 39 secondi del 16 giugno 2023, a più di un chilometro e mezzo di profondità sotto le Black Hills del South Dakota, negli Stati Uniti, si è generato un improvviso lampo di luce. Il segnale anomalo è a un livello di 2,6 sigma, mentre la fisica richiede 5 sigma per certificare una scoperta ufficiale.
La notizia è emersa a fine agosto 2026 perché i fisici del detector LZ (Lux-Zeplin) hanno ripescato e isolato un evento anomalo nei dati raccolti in 220 giorni di misurazioni sotterranee.
Che cosa stanno cercando? Rinculi nucleari della materia oscura, ossia prove dell’esistenza della materia oscura, finora solo ipotizzata, utilizzando il rivelatore Lux-Zeplin. 5,7 tonnellate dell’elemento chimico xeno in forma liquida sono state collocate in un grande contenitore cilindrico, che funge da rivelatore, per rilevare la collisione della materia oscura con atomi di xeno. In questo caso, le particelle si disperderebbero, dando luogo a piccoli lampi di luce osservabili.
Uno studio pubblicato sulla rivista Physical Review Letters descrive l’interazione rilevata tra un atomo di xeno e un’altra particella, che si ritiene essere una WIMP (particella di materia bianca). Le particelle massive debolmente interagenti (WIMP) rimangono un candidato altamente motivato per la materia oscura, ma di candidati a tale ruolo ne esistono parecchi. Alcuni semplicemente inventati, come per esempio l’assione.
Altri candidati sono teoricamente più concreti (viviamo un’epoca di ossimori), per esempio quelli con masse inferiori a 9 GeV=c2 (neutrini solari – del boro-8 – ad alta energia che subiscono scattering elastico coerente neutrino-nucleo: CEνNS) si dice siano ben motivati. I calcoli teorici sull’universo primordiale indicano che una particella con la massa di una WIMP e con interazioni deboli verrebbe prodotta spontaneamente nella quantità esatta necessaria a spiegare la materia oscura che osserviamo oggi.
In concreto: la materia visibile che conosciamo costituisce solo circa il 5% di tutta la materia presente nell’universo. Il resto è costituito dalla presunta materia oscura (e dall’energia oscura, leggi più avanti), che non emette né riflette luce ed è quindi invisibile. La sua esistenza deve essere ipotizzata, poiché senza di essa la maggior parte degli effetti gravitazionali nell’universo non potrebbe essere spiegata (è ciò che si ritiene). Si ritiene che interagisca con la materia ordinaria solo in casi estremamente rari. Tuttavia, i ricercatori stanno cercando di rilevare questa interazione sporadica al fine di trovare una prova dell’esistenza della materia oscura.
Insomma, i fisici teorici non si fanno mancare nulla, soprattutto i fondi per le loro complesse e costosissime ricerche. Sempre meglio – molto meglio – che buttare soldi in armi. Sanno che la materia oscura esiste (come un prete giura sull’esistenza di Dio), e che è la componente di massa preponderante del cosmo (come la presenza di Dio, d’altronde), ma non sanno come identificarla (e dunque la cercano, come un credente cerca il suo Dio).
P.S. : si suppone che esista una quantità di materia oscura quasi sei volte maggiore rispetto a quella ordinaria (5,5). Sembra una grande quantità, ma, essendo la materia ordinaria (detta luminosa o barionica) solo il 5% del totale, la materia oscura sarebbe soltanto il 27%. E il restante 68% circa dove si dovrebbe trovare? Nessuno lo sa, anche se la comunità dei cosmologi è orientata verso l’ipotesi dell’energia oscura, considerata responsabile dell’accelerazione della velocità di allontanamento delle galassie (stranezza della quale si sono ormai persuasi, redshift cosmologico alla mano). Quanto lontano hanno guardato gli osservatori che hanno rilevato l’accelerazione della velocità di allontanamento delle galassie? Se hanno guardato molto indietro nel tempo, non ci si dovrebbe stupire che abbiano individuato un’accelerazione invece di un rallentamento. L’accelerazione non sarebbe altro che una conseguenza dei successivi collassi (a cominciare da quelli che riguardano le gigantesche nubi di gas d’idrogeno che hanno probabilmente originato i superammassi), molto frequenti diversi miliardi di anni fa.
E se invece il contributo alla materia oscura mancante non venisse da una misteriosa energia oscura, ma semmai dall’energia potenziale gravitazionale della materia oscura degenerata, in successivi collassi (come piccoli big bang hanno prodotto molteplici spinte repulsive), nella forma di massima densità della materia? Com’è noto, ogni galassia ha al suo centro il suo “buco nero”, il quale altro non è che la massa oscura tanto cercata, residuo di un collasso che ha prodotto in quella forma la massima densità della materia.
Un unico big bang (posto che l’origine dell’universo sia data da una singolarità) non poteva garantire una energia repulsiva sufficiente a far espandere la materia cosmica per quasi dieci miliardi di anni (si suppone l’accelerazione sia cominciata circa 5mld or sono), se consideriamo l’azione frenante della gravitazione. Ci volevano, di conseguenza, ulteriori spinte, che solo collassi gravitazionali di grandi dimensioni potevano produrre. E a questi collassi è attribuibile anche la formazione di enormi masse di materia degenerata alla massima densità: la materia oscura.



