Gli scienziati hanno trovato la prova più convincente finora di una particella di materia oscura
A oltre un chilometro di profondità, all’interno di quella che un tempo era una miniera d’oro, in un serbatoio riempito con tonnellate di xeno liquido, “qualcosa” ha colpito il nucleo di un atomo. Questa minuscola collisione ha lasciato una firma energetica insolita che i ricercatori non sono ancora in grado di spiegare. Tuttavia, gli scienziati responsabili dell’esperimento ritengono che questo potrebbe essere, ad oggi, l’indizio fisico più convincente dell’esistenza della materia oscura.
La materia oscura è una delle sostanze più importanti e sfuggenti dell’astrofisica. Sebbene costituisca circa l’85% della materia dell’universo, non possiamo osservarla direttamente perché non interagisce con la luce o con molto altro. La maggior parte delle prove della sua esistenza deriva dai suoi effetti gravitazionali, con la massa della materia oscura che ha attratto gli atomi dell’universo primordiale per formare stelle, galassie e la vasta rete di strutture intergalattiche oggi visibili.
L’enigma della materia oscura è complesso. Gli scienziati non sanno nemmeno di cosa sia fatta, se sia un singolo tipo di particella o un intero insieme di particelle che interagiscono tra loro in modi che non comprendiamo ancora. Le spiegazioni più fantasiose suggeriscono persino che sia composta da buchi neri. Una delle teorie più studiate sulla materia oscura ha soprannominato i suoi componenti WIMPs, acronimo di “Weakly Interacting Massive Particles” (Particelle Massicce a Debole Interazione), il che significa che queste particelle hanno una massa e quindi un’attrazione gravitazionale, ma per il resto interagiscono debolmente con la materia convenzionale.
Se le WIMPs esistono e fanno parte della materia oscura della nostra galassia, enormi quantità di esse potrebbero attraversare la Terra continuamente senza lasciare traccia. Tuttavia, è possibile che, molto occasionalmente, una possa interagire con un nucleo atomico e trasferirgli parte della sua energia, il che rende una collisione inspiegabile un evento entusiasmante nel mondo della fisica delle particelle.
Nell’insolita perturbazione registrata presso il Sanford Underground Research Facility (SURF) nel South Dakota, il rilevatore che monitorava il serbatoio ha registrato che un nucleo di xeno ha ricevuto energia e ha subito un rinculo. Sebbene i ricercatori non siano ancora riusciti a spiegare in modo soddisfacente la causa, alcuni modelli suggeriscono che una WIMP potrebbe produrre una tale reazione.
Gli scienziati hanno dichiarato che questo singolo evento è statisticamente troppo piccolo per essere considerato la scoperta di una nuova particella. In 220 giorni di osservazioni condotte tra il 2023 e il 2024, si è verificata una sola anomalia di questo tipo. “Con un solo evento, non vogliamo sbilanciarci. Non stiamo affermando di aver visto la materia oscura. Ma abbiamo visto qualcosa di interessante che vogliamo condividere con la comunità scientifica per il loro contributo”, ha dichiarato Rick Gaitskell, professore alla Brown University e membro del team che guida il progetto, in un comunicato stampa.
Il team responsabile dell’esperimento ha pubblicato il proprio studio come preprint, il che significa che non è stato ancora sottoposto a revisione paritaria. Hanno tuttavia presentato i risultati alla comunità scientifica in occasione della Conferenza TeV sulla Fisica delle Particelle del 2026 in Giappone.
Le scoperte relative alla materia oscura tendono a suscitare questo tipo di entusiasmo contenuto. Quando nel novembre 2025 un team di astronomi giapponesi annunciò di aver visto segni di materia oscura nella Via Lattea, anche loro consigliarono alla comunità di ricerca di non dare per scontati i risultati.
Ma anche se cauti, ci sono ragioni per l’entusiasmo. Se l’impatto è stato causato dalla materia oscura, ci sono prove sufficienti affinché i ricercatori possano iniziare a caratterizzare la particella responsabile. Ad esempio, il team ha già calcolato che, secondo i modelli WIMP analizzati, la particella è circa 200 volte più massiccia di un protone. L’impatto potrebbe aiutarci a capire come questo tipo di materia interagisce con la materia convenzionale.