Associazione Scienza e Scuola

Fiorillo Giuliana

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La materia oscura costituisce circa l'85% della materia nell'Universo ed è quindi 5 volte più abbondante della materia ordinaria (materia barionica). Ciononostante non sappiamo ancora di cosa sia fatta. La ricerca della materia oscura rappresenta una delle più intriganti frontiere aperte nella cosmologia moderna e nella fisica astroparticellare. Il caso scientifico è estremamente forte: le osservazioni sulla radiazione cosmica di fondo, sulla distribuzione delle galassie su grande scala, sulla dinamica degli ammassi di galassie, concordano con l'esistenza di materia oscura "fredda". Le WIMP (Weekly Interacting Massive Particles, ossia particelle massive debolmente interagenti) sono ottimi candidati. La loro esistenza è predetta da molte teorie che cercano di estendere il Modello Standard della fisica delle particelle. Secondo queste teorie le WIMP sarebbero state prodotte nelle prime fasi di vita dell'Universo e avrebbero svolto un ruolo fondamentale nella formazione di ammassi e strutture. Poiché le WIMP interagiscono solo tramite la forza gravitazionale o molto debolmente, è molto difficile rivelarle. Due i metodi sperimentali utilizzati: la ricerca indiretta e la ricerca diretta. La prima si basa sulla possibilità di rivelare i prodotti della annichilazione di WIMP "catturate" nei corpi celesti, ad esempio nel Sole o nel centro galattico. A tale scopo si utilizzano rivelatori in grado di osservare i prodotti dell'annichilazione (ad esempio neutrini di alta energia). La ricerca diretta invece cerca di identificare le rarissime interazioni delle WIMP galattiche con i nuclei di una grande rivelatore bersaglio. La strategia si basa sull'uso di tecnologie molto sofisticate, collocate in laboratori sotterranei, schermati dalla radiazione cosmica e da quella ambientale.

Dark Matter makes up about 85% of matter in Universe. The rest - everything ever observed with all of our instruments, all ordinary matter - is five times less abundant. Still we don't know what Dark Matter is. The search for Dark Matter represents one of the most intriguing open frontiers in modern cosmology and astroparticle physics. The science case is extremely strong: observations of the cosmic microwave background fluctuation, large-scale galaxy surveys, studies of large scale structure formation and of the dynamics of galaxy clusters, all point to the existence of cold dark matter. Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs) are an excellent candidate for cold dark matter. These particles, predicted in many new theories extending beyond the Standard Model, would be produced in the early Universe, playing a major role in structure formation. Because WIMPs may only interact through gravitational and weak forces, they are extremely difficult to detect. However, there are many experiments underway to attempt to detect WIMPs both directly and indirectly. WIMPs may be captured by large celestial bodies, like the Sun, and the products of their self-annihilation be detected by particle detectors on Earth or in space. Galactic WIMPs may also collide with ordinary nuclei via ultra-weak interactions, and could be detected by means of special, low-background detectors, capable of selectively identifying nuclear recoils - the likely signature of WIMP interactions.

SUGGERIMENTI

Dark matter ("Imagine the Universe"- NASA) 
http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/introduction/dark_matter.html