Spazio e Scienze

Italia e Cina al decollo per scovare la materia oscura

Domani alle 23:30 ora italiana prenderà il volo il satellite scientifico DAMPE (DArk Matter Particle Explorer), frutto di una collaborazione internazionale che coinvolge Italia e Cina, mirata alla ricerca della materia oscura. Per il nostro Paese partecipano gli scienziati dell'Università di Bari e della Sezione di Bari dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).

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Il lancio avverrà dal Jiuquan Satellite Launch Center nel deserto del Gobi in Cina, mediante un vettore "Long March 2D" che metterà in orbita il satellite DAMPE, una delle cinque missioni approvate nel 2011 dalla Chinese Academy of Science (CAS) nell'ambito del programma scientifico Strategic Priority Research Program in Space Science.

DAMPE in sostanza è un rivelatore di particelle di origine cosmica, progettato per rivelare elettroni e fotoni in un intervallo energetico in gran parte ancora inesplorato. Come accennato l'obiettivo principale della missione è la ricerca della materia oscura e la determinazione delle sue proprietà.

Le tecnologie utilizzate in DAMPE sono le più avanzate nel campo dei rivelatori di particelle elementari, spinte a livelli estremi di qualità affidabilità per garantire una missione di lunga durata nello Spazio.

Il team italiano si è occupato negli ultimi due anni della costruzione del rivelatore e della verifica delle sue prestazioni mediante una campagna di test con diversi tipi di fasci di particelle effettuati presso il CERN di Ginevra. Attualmente i ricercatori sono coinvolti nello sviluppo dei software di simulazione dell'apparato, fondamentali per comprenderne a fondo il funzionamento, e nella realizzazione degli strumenti di analisi dei dati che verranno raccolti da DAMPE.

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In dettaglio i ricercatori coinvolti sono Piergiorgio Fusco, Fabio Gargano (responsabile locale dell'esperimento DAMPE), Francesco Loparco e Mario Nicola Mazziotta (coordinatore locale della attività di fisica astroparticellare dell'INFN) del Dipartimento Interateneo di Fisica dell'Università e del Politecnico di Bari e della Sezione INFN di Bari.

Fusco ha spiegato che "per la prima volta verrà messo in orbita un calorimetro di spessore pari a circa 30 lunghezze di radiazione che, con la sua eccezionale risoluzione energetica, migliorerà le potenzialità nella ricerca di linee negli spettri dei raggi gamma prodotti dall'annichilazione di particelle di materia oscura".

Loparco aggiunge che "con DAMPE sarà possibile svelare ulteriori dettagli dell'affascinante mistero dei raggi cosmici. Da anni i fisici di tutto il mondo sono impegnati a cercare di mettere insieme i pezzi di questo puzzle ed ora, grazie alle peculiari caratteristiche dei rivelatori a bordo di DAMPE, sarà possibile osservare gli elettroni cosmici nella regione di energia oltre il TeV, gettando luce sui meccanismi di produzione in sorgenti 'vicine' al nostro Sistema Solare".

L'evidenza dell'esistenza di una materia 'invisibile' nel nostro universo è stata ricavata per la prima volta molti anni fa, dallo studio dei moti di stelle e galassie, ed è stata confermata più recentemente dagli effetti delle cosiddette lenti gravitazionali, cioè la distorsione di immagini provenienti da galassie lontane. Tuttavia, nonostante i recenti progressi, la natura della materia oscura rimane ancora un mistero, e rappresenta una delle questioni fondamentali della fisica moderna.

Oltre a elettroni e fotoni, DAMPE sarà anche in grado di identificare le varie componenti dei raggi cosmici (protoni, particelle alfa e altri nuclei) che arrivano sulla Terra e di misurarne i flussi. I dati raccolti consentiranno di comprendere meglio l'origine e i meccanismi di propagazione dei raggi cosmici nella nostra Galassia.

Poiché DAMPE è solo la prima di una serie di missioni per l'esplorazione del cosmo finanziate dal governo cinese, la partecipazione dei fisici italiani apre la strada a loro future collaborazioni con i gruppi di ricerca cinesi, nelle quali continueranno a portare la loro pluriennale esperienza nel settore.