Il rivelatore allo xenon liquido dell’esperimento LUX
Materia oscura cercasi. Molti astrofisici in tutto il mondo le stanno dando la caccia da molti anni e con le tecniche più diverse, per capire cosa sia e quanta sia, con la maggior precisione possibile. E tutto questo per riuscire a compiere un deciso balzo in avanti nella comprensione del nostro Universo: come è nato, come si sta evolvendo e quale sarà il suo destino.
Tra gli esperimenti che sono all’opera per individuare segnali riconducibili alla materia oscura, è da poco operativo LUX (Large Underground Xenon experiment). LUX, che si trova nell’area di ricerca Sanford Underground Research Facility nel Sud Dakota (Stati Uniti), è un dispositivo in grado di registrare il passaggio di particelle massicce debolmente interagenti con la materia ordinaria (le Weakly Interacting Massive Particles, WIMP) che sono tra le maggiori indiziate tra i possibili costituenti della materia oscura. Il sensibilissimo rivelatore di LUX, composto da un termos alto un metro e mezzo e riempito di 300 kg di xenon liquido alla temperatura di 100 gradi sotto zero, è stato calato nel cuore di una miniera d’oro abbandonata, un chilometro e mezzo sotto la superficie, per schermarlo da possibili segnali spuri prodotti dai raggi cosmici. Per minimizzare anche quelli dovuti alla radioattività naturale, è stato ulteriormente circondato da un contenitore riempito da 300.000 litri di acqua ultra pura.
I risultati dei primi 85 giorni di osservazioni con LUX sono stati presentati in un seminario presso la Sanford Underground Research Facility durante un seminario. “LUX sta già producendo i migliori risultati al mondo e comincia a indicarci uno scenario in cui escludere la presenza di particelle costituenti la materia oscura” dice Mattew Szydagis, ricercatore dell’Università della California a Davis e coordinatore dell’analisi dati della collaborazione, che conta oltre 100 tra scienziati e ingegneri provenienti da 18 istituti europei e statunitensi.
Recentemente, altri gruppi di ricerca che hanno utilizzato rivelatori a stato solido ultra raffreddati, avevano annunciato l’identificazione di tre eventi riconducibili al passaggio di WIMP. LUX, che è un dispositivo molto più sensibile, in paragone avrebbe dovuto rilevare, a fronte dei 3 candidati, ben 1600 eventi, ovvero uno ogni 80 minuti. Tuttavia, nessuno di essi è stato osservato.
Per una risposta definitiva dovremo dunque attendere le prossime indagini di LUX e l’entrata in funzione di nuovi e ancor più sensibili esperimenti, che potranno finalmente avvicinare gli scienziati a svelare la vera natura della materia oscura.