La collaborazione ALICE ha presentato nuovi risultati sui tassi di produzione di antideuteroni basati sui dati raccolti con la massima energia di collisione erogata finora al Large Hadron Collider. L’antideuterone è composto da un antiprotone e un antineutrone. Le nuove misurazioni sono importanti perché la presenza di antideuteroni nello spazio è una promettente firma indiretta dei candidati della materia oscura. I risultati segnano un passo avanti nella ricerca della materia oscura.
I recenti risultati astrofisici e cosmologici indicano che la materia oscura è la forma dominante della materia nell’universo, rappresentando circa l’85% di questa. La natura della materia oscura rimane un grande mistero e decifrarne i segreti aprirebbe una nuova porta alla fisica.
Gli antideuteroni nello spazio
Rilevare gli antideuteroni nello spazio potrebbe essere una firma indiretta della materia oscura, poiché potrebbero essersi prodotti durante l’annientamento o il decadimento dei neutralinos o degli sneutrinos, che sono ipotetiche particelle di materia oscura.
Vari esperimenti sono alla ricerca di antideuteroni nell’Universo, incluso il rivelatore AMS sulla Stazione Spaziale Internazionale. Tuttavia, prima di dedurre l’esistenza della materia oscura dalla rilevazione di questi nuclei, gli scienziati devono tenere conto sia dei loro tassi di produzione da parte di altre fonti (vale a dire delle collisioni tra raggi cosmici e nuclei nel mezzo interstellare) sia dei tassi del loro annientamento, causati dall’incontro con la materia nel loro viaggio. Al fine di affermare che l’antideuterone rilevato è correlato alla presenza di materia oscura, i tassi di produzione e annichilazione devono essere ben compresi.
Una base fondamentale per modellare i processi di produzione di antideuteroni nello spazio
Scontrando i protoni nell’LHC, gli scienziati di ALICE hanno imitato la produzione di antideuteroni attraverso le collisioni di raggi cosmici e potrebbero quindi misurare il tasso di produzione associato a questo fenomeno. Queste misurazioni forniscono una base fondamentale per modellare i processi di produzione di antideuteroni nello spazio. Confrontando la quantità di antideuteroni rilevati con quella delle loro controparti della materia (deuteroni, che non si annichilano nel rivelatore), i ricercatori sono stati in grado di determinare, per la prima volta, la probabilità di annientamento degli antideuteroni a bassa energia.
Queste misurazioni contribuiranno ai futuri studi sugli antideuteroni nelle vicinanze della Terra e aiuteranno i fisici a determinare se sono segni della presenza di particelle di materia oscura o se, al contrario, sono manifestazioni di fenomeni noti.
In futuro, questi tipi di studi presso ALICE potrebbero essere estesi ad antinuclei più pesanti. “LHC e l’esperimento ALICE rappresentano una struttura unica per studiare i nuclei di antimateria”, afferma il portavoce di ALICE Luciano Musa. “Questa ricerca continuerà a fornire un riferimento cruciale per l’interpretazione delle future ricerche astrofisiche sulla materia oscura”.
