Un mantovano a caccia della materia oscura, al Gran Sasso spuntano particelle anomale
MANTOVA. Un segnale anomalo è stato rilevato da XENON1T, il rivelatore per la ricerca della materia oscura dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso. Semplici fluttuazioni statistiche del rumore di fondo? O il segnale dell’esistenza di una nuova particella? Interrogativo sul quale è aperto il dibattito nella comunità scientifica. Tra i leader del team che include 163 ricercatori da tutto il mondo c’è il curtatonese 43enne Luca Grandi. Diplomato al Belfiore, folgorato dalla passione per la fisica in giovane età, completa i suoi studi a Pavia, dove si laurea e consegue il dottorato. In Italia le prospettive lavorative, però, non sono allettanti e Grandi volge il suo sguardo verso l’estero. Da qui il salto negli States, dapprima a Princeton e poi alla The University of Chicago, dove dallo scorso anno è professore associato. Qui è membro del prestigioso Enrico Fermi Institute, una sorta di “Progetto Manhattan” che vede il coinvolgimento di professori di diverse discipline.
Il legame con l’Italia, però, è tutt’altro che spezzato. Con il Mantovano, dove tanti sono i legami affettivi, dai genitori agli amici. E con l’Abruzzo, dove risiedono ad Avezzano moglie e figlio. E dove, sotto 1.400 metri di roccia, nel cuore del Gran Sasso, Grandi è in prima linea con il suo team di Chicago nel progetto XENON1T, il cui obiettivo è identificare la materia oscura.
L’85% della materia che compone l’universo è, infatti, diversa da quella che conosciamo. Il problema è che non interagisce con la luce e di conseguenza è difficile da identificare. Per gli studiosi è composta da una nuova specie di particelle elementari. Per capire le sue proprietà è stato costruito un rivelatore, attivato nel 2016. Le ultime novità sono state annunciate in un seminario online che ha registrato migliaia di contatti e rilanciate dai più importanti quotidiani del mondo, a partire dal New York Times (l'articolo sul New York Times e altri altri su riviste di settore - in inglese - qui, qui e qui).
«Si tratta di un rivelatore molto sensibile e unico al mondo – spiega Grandi – in circa un anno abbiamo registrato circa cinquanta interazioni in più rispetto al numero atteso. Da qui l’interrogativo. Si tratta di una nuova particella che produce questi eventi particolari?».
L’eccesso osservato è definito “solido e stabile”. La possibilità che sia generato da semplici fluttuazioni è considerata molto bassa. Ed ecco che spuntano le ipotesi più affascinanti. «Potrebbe trattarsi di una piccolissima contaminazione di trizio ma potrebbe anche essere altro. Neutrini con un momento magnetico più grande di quanto pensiamo. O magari assioni solari, un nuovo tipo di particelle ipotizzate negli anni Settanta e mai rilevate».
Quest’ultima strada, la più affascinante, sembra quella che meglio spiega i dati osservati, ma è presto per trarre conclusioni. «L’eventuale scoperta degli assioni solari sarebbe importante anche sul fronte della materia oscura, rendendo l’assione un candidato forte per la sua spiegazione». Il rivelatore del Gran Sasso, in funzione dal 2016 al 2018, sarà sottoposto a un upgrade. A disegnare il nuovo rivelatore è stato proprio Grandi con il suo team di Chicago. Grandi è anche responsabile della costruzione e dell’assemblaggio. «Ci stavamo lavorando prima dell’esplosione dell’emergenza legata alla pandemia. Siamo riusciti a completarlo prima del lockdown, lasciandolo in uno stato sicuro durante tutti questi mesi. Passata la doppia quarantena, negli Usa e in Italia, siamo potuti tornare nel laboratorio del Gran Sasso. Ora stiamo procedendo con le attività di preparazione ed entro fine anno inizieremo con le misure». XENONnT, questo il suo nome, è più grande e sensibile del suo predecessore. «Ci aiuterà per la ricerca tradizionale legata alla materia oscura e a discriminare le varie ipotesi che abbiamo proposto per questa anomalia. Siamo eccitati, ma ci muoviamo con i piedi di piombo. Quello che è certo è che l’eccesso registrato è solido. Quello che abbiamo visto è reale. Ora cercheremo di capire quale spiegazione sia la più plausibile. La prudenza è d’obbligo – avverte – potremmo però anche essere seduti su una scoperta che, se confermata, aprirebbe nuovi scenari nel panorama della fisica».