AMS IL CACCIATORE DI ANTIMATERIA CI AIUTA A DESCRIVERE LA MATERIA OSCURA

Lo spettrometro magnetico alfa (Ams), installato sulla Stazione spaziale internazionale. Uno strumento prezioso, a cui hanno dato un contributo fondamentale sia l’Asi che l’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn), attraverso la realizzazione di sei degli otto sottosistemi rilevatori di particelle dello spettrometro che va a caccia della materia oscura. Per la prima volta le misure dei raggi cosmici sono state così accurate. Un campo in cui l’Italia, grazie ai suoi centri di ricerca, ha una tradizione importante.

Una tre giorni interamente dedicata a Ams, lo spettrometro cacciatore di antimateria, si apre oggi al Cern di Ginevra. Lo strumento, installato sulla Stazione spaziale internazionale dal 2011, presenta “la nuova misura di precisione del rapporto tra il flusso di antiprotoni e di protoni nei raggi cosmici, risultato che mostra per la prima volta una inattesa abbondanza di antiprotoni ad energie di centinaia di GeV- rendono noto Agenzia spaziale italiana (Asi) e Istituto nazionale di Fisica nucleare (Infn) in un comunicato congiunto-. Questa misura risulta complementare alla misura di precisione del flusso di antielettroni (positroni) pubblicata da Ams nel 2014, che evidenzia anch’essa un eccesso di antimateria ad alta energia. L’inaspettata abbondanza dell’antimateria nei raggi cosmici di alta energia potrebbe essere dovuta ad un nuovo fenomeno fisico di tipo fondamentale. Saranno inoltre presentate le misure di precisione del flusso di protoni e di nuclei di elio fino a energie superiori al teraelettronvolt”.

Gli attuali modelli delle interazioni dei raggi cosmici ordinari con la materia interstellare “non possono spiegare questi nuovi risultati di Ams: queste osservazioni forniscono informazioni importanti sui meccanismi di produzione e di propagazione dei raggi cosmici- prosegue il comunicato-. Anche se non è ancora possibile escludere che i risultati siano riconducibili all’esistenza di nuove sorgenti astrofisiche o a nuovi meccanismi di accelerazione e propagazione, tuttavia i più recenti risultati di Ams potrebbero essere interpretabili come l’effetto di collisioni tra particelle di materia oscura, e quindi una possibile evidenza indiretta della sua esistenza e della sua natura particellare“.

A discutere dei nuovi risultati all’evento “AMS giorni al CERN” interverranno i più importanti fisici teorici e sperimentali a livello mondiale.

“Quando 20 anni fa ho fondato assieme al premio Nobel Sam Ting l’esperimento Ams ero sicuro che avremmo scoperto qualcosa di interessante ma non avrei mai immaginato gli straordinari risultati che abbiamo presentato oggi al Cern- spiega il presidente dell’Asi, Roberto Battiston-. Ams è un caso di eccellenza italiana nel settore della ricerca internazionale, gran parte degli strumenti che permettono per la prima volta la misura di precisione dell’antimateria nei raggi cosmici sono stati ideati e sviluppati nei laboratori dell’Infn all’interno dell’Università e dell’industria nazionale con il contributo fondamentale dell’ASI. L’eccesso di antiprotoni presentato oggi al Cern si aggiunge a quello di positroni pubblicato in precedenza da AMS, rendendo sempre più plausibile l’ipotesi che stiamo osservando un nuovo processo fisico fondamentale”.“Siamo eccitati per questi risultati che presentano un quadro difficilmente interpretabile nell’ambito della fisica tradizionale dei raggi cosmici- commenta il presidente dell’Infn, Fernando Ferroni-. Questo straordinario rivelatore che opera nello spazio e al quale l’Italia ha contribuito in maniera molto significativa anche grazie al ruolo dell’industria nazionale, ci sta portando, con l’estensione dei risultati già ottenuti dal rivelatore spaziale Pamela e raggiungendo energie molto più alte, alla soglia di una possibile importante scoperta. Aspettiamo con trepidazione i futuri risultati”.

Per comprendere estensivamente questi risultati è necessaria una conoscenza approfondita del processo coinvolto nelle collisione di raggi cosmici. Il confronto delle osservazioni di AMS con i risultati dei principali esperimenti per lo studio dei raggi cosmici (IceCube, Pierre Auger Observatory, Fermi-LAT, Magic, Hess e CTA, JEM-EUSO e ISS-CREAM) fornirà importanti contributi alla comprensione della produzione di raggi cosmici e dei loro meccanismi di propagazione.

Ams continuerà a operare per tutta la vita della Stazione Spaziale Internazionale, fino al 2024, raccogliendo e analizzando un volume crescente di dati a energie più elevate e rendendo così disponibile una ingente quantità di informazioni.