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Un possibile segnale di materia oscura è comparso a più di un chilometro sotto terra, dentro quella che un tempo era una miniera d’oro del South Dakota, in un serbatoio riempito con tonnellate di xeno liquido. Qualcosa ha colpito il nucleo di un atomo, lasciando una firma energetica anomala che i ricercatori non riescono ancora a spiegare in modo convincente. Chi lavora all’esperimento parla dell’indizio più solido raccolto finora su questo fronte, pur con tutte le cautele del caso.
Vale la pena ricordare di cosa si sta parlando. La materia oscura è il nome dato alla componente invisibile che costituisce circa l’85% della materia dell’universo. Non sembra interagire con la luce, quindi resta fuori portata per i telescopi tradizionali. Gli effetti gravitazionali però si vedono eccome, nel movimento di stelle e galassie, nelle lenti gravitazionali e nel modo in cui le galassie si raggruppano formando quella enorme rete di strutture che attraversa il cosmo.
Materia oscura: cosa ha colpito lo xeno, e perché si parla di WIMP
Il punto è che l’enigma non è semplice come viene spesso raccontato. Nessuno sa davvero di cosa sia fatta. Potrebbe trattarsi di un’unica classe di particelle oppure di un intero insieme che interagisce in modi ancora incomprensibili. Le ipotesi più esotiche tirano in ballo perfino i buchi neri. Tra i quadri teorici più studiati ci sono le WIMP, acronimo inglese per particelle massive che interagiscono debolmente, cioè oggetti pesanti che scambierebbero pochissimo con la materia ordinaria.
Se le WIMP esistono e fanno parte dell’alone che circonda la galassia, quantità enormi attraverserebbero continuamente la Terra senza lasciare traccia. Ogni tanto, molto di rado, una di queste potrebbe però colpire il nucleo di un atomo e cedergli parte della propria energia. L’evento anomalo registrato al Sanford Underground Research Facility, in South Dakota, sembra compatibile proprio con un’interazione di questo tipo. I dati mostrano un nucleo di xeno che riceve energia e rincula dentro il rivelatore che lo teneva sotto osservazione. Nessuna spiegazione alternativa ha finora retto, mentre alcuni modelli di WIMP produrrebbero un segnale molto simile.
Un solo evento su 220 giorni di osservazioni
Gli stessi scienziati ammettono che il risultato è statisticamente troppo debole per essere spacciato per la scoperta di una nuova particella. L’analisi ha coperto 220 giorni di osservazioni raccolte tra il 2023 e il 2024, e in tutto quel periodo è comparso un solo evento anomalo di questo genere. Lo studio si trova ancora in fase di prepubblicazione, senza revisione dei pari, anche se il gruppo ha presentato i dati alla conferenza di Astrofisica delle Particelle TeV del 2026, in Giappone.
“Con un solo evento non vogliamo correre troppo. Non stiamo affermando di aver visto materia oscura. Ma abbiamo visto qualcosa di interessante che vogliamo condividere con la comunità scientifica per il suo contributo”, ha dichiarato Rick Gaitskell, portavoce dell’esperimento.
Qualche motivo di entusiasmo comunque c’è. Se l’urto fosse davvero opera di materia oscura, ci sarebbero elementi sufficienti per iniziare a descrivere la particella responsabile. Il gruppo ha calcolato che, secondo i modelli di WIMP presi in esame, la particella avrebbe una massa superiore a circa 200 volte quella di un protone. Le informazioni ricavate dall’impatto potrebbero inoltre aiutare a capire come questo tipo di materia interagisce con quella ordinaria.
Sono state passate al setaccio anche altre possibili spiegazioni. Gli eventi atipici, paradossalmente, non sono affatto rari in strumenti così sensibili, e per questo l’impianto usa diversi filtri per abbattere il rumore e riconoscere le interferenze prodotte da particelle note, radiazione o altri processi capaci di imitare il segnale cercato. Questo evento ha superato tutti i controlli, e tra le sorgenti di fondo studiate non è emersa una spiegazione che torni.
“Conosciamo così bene il nostro rivelatore e i segnali di fondo che perfino un singolo evento insolito, come quello che abbiamo trovato, è importante. Ci aspettiamo che gli eventi di materia oscura siano estremamente rari, quindi bastano pochi casi per segnare la prima rilevazione di materia oscura WIMP”, ha spiegato Sam Eriksen, autore principale dello studio.
Non è la prima volta che arrivano annunci di questo tipo. Nel novembre del 2025 un gruppo di astronomi giapponesi aveva comunicato di aver individuato indizi di materia oscura nella Via Lattea, chiedendo però prudenza già in quell’occasione.
