Perché la materia oscura è ancora oscura.? Why dark matter is still dark?.

Perché la materia oscura è ancora oscura.? La forza rotazionale indotta, intuita per primo dal Dott. Giuseppe Cotellessa, che supera il limti della fisica di Newton ed Einstein, potrebbe portare chiarezza su questo aspetto oscuro della scienza. / Why dark matter is still dark?. The induced rotational force, first seen by Dr. Giuseppe Cotellessa, who goes beyond the limits of Newton's and Einstein's physics, could bring clarity to this obscure aspect of science.

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Da circa quarant’anni la comunità scientifica è persuasa dell’esistenza della materia oscura, ma non siamo ancora stati in grado di misurarla direttamente: come mai?

L’ultimo risultato negativo lo ha fatto registrare il progetto statunitense Lux un paio di mesi fa; poco prima di lui, anche PandaX-II in Cina si era aggiunto alla folta schiera di esperimenti volti a misurare la materia oscura e conclusisi con un nulla di fatto. Eppure, dobbiamo dare conto di quell’ 85% di massa che calcoliamo essere presente nell’Universo e che non riusciamo a osservare direttamente. Uno degli enigmi più affascinanti della fisica contemporanea, dunque, continua a rimanere tale. Ma quali sono le ragioni di questo stallo? Abbiamo fatto il punto della situazione con Alessandro Melchiorri, fisico, docente di cosmologia alla Sapienza Università di Roma.

Professore, cos’è la materia oscura, e come mai l’abbiamo prevista ma non riusciamo a dimostrarne l’esistenza?

“Cosa sia esattamente ancora non lo sappiamo, poiché non l’abbiamo ancora misurata in laboratorio. Ciò che chiamiamo materia oscura ci aiuta a spiegare le osservazioni in cosmologia astrofisica. Pensiamo che dovrebbe essere costituita da una particella molto pesante, con massa superiore a 100 GeV – circa cento volte la massa del protone – che non emette né interagisce con la radiazione elettromagnetica, come la luce. Con queste caratteristiche la materia oscura può spiegare ad esempio la formazione delle strutture degli ammassi di galassie e – anche se in maniera non perfetta – le curve di rotazione delle galassie. In sostanza, la cosmologia ci dice semplicemente che la materia oscura non può non esserci: telescopi come Planck ci hanno fornito misure estremamente precise sui parametri cosmologici che ne richiedono la presenza, dunque o la materia oscura c’è, o il modello standard della cosmologia – l’impalcatura teorica su cui poggia attualmente la nostra comprensione dell’universo – è essenzialmente da buttare”.

Nonostante ciò, la materia oscura continua a essere estremamente elusiva. Gli sforzi sperimentali per rilevarla direttamente si moltiplicano a livello internazionale, ma continuiamo a non vederne traccia: c’è qualcosa che non va?

“È che non conoscendone la natura, le difficoltà sono molte. Al Large Hadron Collider di Ginevra, per esempio, si stanno cercando particelle supersimmetriche [la supersimmetria è un’estensione, al momento speculativa, del modello standard delle particelle Ndr] che potrebbero costituire la materia oscura. A tutt’ora non sono state trovate, e questa strada sta diventando via via sempre meno attraente. Ma i dati raccolti non ne escludono l’esistenza e la speranza ancora c’è. Per le misure nei laboratori sotterranei, come al Gran Sasso, la situazione invece si sta facendo abbastanza drammatica perché potrebbe essere che questa particella interagisca cosi debolmente che non si riesca a vederne un effetto. Inoltre, seguendo i modelli più accettati, questi esperimenti sono tarati per particelle di grande massa, mentre un ottimo candidato alternativo per la materia oscura potrebbe essere l’assione, una particella con le caratteristiche giuste ma una massa molto piccola, che lo rende elusivo rispetto alle misurazioni fatte fino ad adesso”.

Questi risultati negativi stanno influenzando il consenso della comunità scientifica attorno all’esistenza della materia oscura?

“Non direi. Certo, se non ci fossero state tutte queste scoperte in cosmologia come ad esempio la radiazione di fondo cosmico e tutte queste misure così perfette a dirci che deve esserci qualcosa oltre il modello standard, l’idea di lasciar perdere potrebbe anche venire in mente a qualcuno. Abbiamo ottime ragioni per continuare la caccia, anche se è vero che ci troviamo in una situazione un po’ paradossale: da una parte c’è una evidenza sempre più forte su scale cosmologiche, dall’altra parte in laboratorio, negli esperimenti diretti che dovrebbero dirci tutto sulla materia oscura, non troviamo niente”.

Queste considerazioni hanno portato allo sviluppo di modelli alternativi alla materia oscura?

“Sì, alcuni fisici hanno per esempio cominciato a pensare a possibili modifiche della teoria della relatività generale di Einstein. Teorie di questo tipo però, per spiegare alcune delle osservazioni che abbiamo, diventano troppo complicate e comunque non riescono mai a spiegare tutti gli effetti che osserviamo. È chiaramente possibile che la materia oscura non esista e che invece la spiegazione risieda in una teoria della gravità molto più complessa, però al momento una teoria del genere non è stata formulata coerentemente, quindi a mio avviso non c’è una alternativa valida”.

Se le chiedessimo di sbilanciarsi un po’ riguardo alla possibilità di rivelare la materia oscura in un prossimo futuro cosa direbbe?

“Diciamo che, nonostante le difficoltà, non scommetterei contro una possibile scoperta in laboratorio nei prossimi anni. È uno di quei settori in cui tutto può capitare da un giorno all’altro, sicuramente non getterei la spugna in questo momento”.

ENGLISH

For nearly forty years the scientific community has been persuaded by the existence of dark matter, but we have not yet been able to measure it directly: how come?

The last negative result made him record the US project Lux a couple of months ago; Just before him, even PandaX-II in China had added to the thick array of experiments designed to measure dark matter and concluded with nothingness. Yet, we must account for that 85% mass that we calculate to be present in the Universe and we can not directly observe. One of the most fascinating puzzles of contemporary physics, however, continues to be such. But what are the reasons for this stall? We made the point of the situation with Alessandro Melchiorri, physicist, professor of cosmology at the Sapienza University of Rome.

Professor, what is dark matter, and how did we anticipate it, but cannot we prove it?

"What exactly we do not know yet, because we have not yet measured it in the lab. What we call dark matter helps us to explain observations in astrophysical cosmology. We think it should be a very heavy particle, with a mass greater than 100 GeV - about a hundred times the mass of the proton - that does not emit nor interact with electromagnetic radiation, such as light. With these characteristics, dark matter can explain, for example, the formation of structures of galaxy clusters and, if not perfectly, the galaxy rotation curves. In essence, cosmology simply tells us that dark matter can not be there: telescopes like Planck have given us extremely precise measurements on the cosmological parameters that require its presence, hence the dark matter, or the standard model of cosmology - The theoretical scaffold on which our understanding of the universe is currently based - is essentially to be thrown away. "

Nevertheless, dark matter continues to be extremely elusive. The experimental efforts to detect it directly multiply internationally, but we continue to keep track of it: is there something wrong?

"It is that without knowing nature, the difficulties are many. For example, the Large Hadron Collider of Geneva is looking for supersymmetric particles [supersymmetry is a speculative extension of the Standard Model of Ndr particles] that could be the dark matter. They have not been found yet, and this road is gradually becoming less appealing. But the collected data do not exclude existence and hope is still there. For measurements in underground workshops, such as at Gran Sasso, the situation is rather dramatic, as it may be that this particle interacts so weakly that it can not be seen to have an effect. In addition, following the most accepted patterns, these experiments are calibrated for large mass particles, while an excellent alternate candidate for dark matter may be the bond, a particle with the right features but a very small mass, making it elusive To the measurements made so far. "

Are these negative outcomes influencing the consensus of the scientific community around the existence of dark matter?

"I would not say. Of course, if there had not been any such discoveries in cosmology such as cosmic background radiation and all such measures so perfect to tell us that there must be something beyond the standard model, the idea of ​​losing it might even come to mind in someone . We have good reasons to continue hunting, although it is true that we are in a somewhat paradoxical situation: on the one hand there is a growing evidence of cosmological scales, on the other side of the lab, in direct experiments that should Telling us everything about dark matter, we find nothing. "

Have hese considerations  led to the development of alternative models of dark matter?

"Yes, some physicists have begun to think about possible changes to Einstein's theory of general relativity. However, theories of this kind, to explain some of the observations we have, become too complicated and nevertheless they can never explain all the effects we observe. It is clearly possible that dark matter does not exist and that instead the explanation lies in a much more complex theory of gravity, however, at this time such a theory has not been formulated consistently, so in my opinion there is no valid alternative. "

If we asked her to be unbalanced about the possibility of revealing dark matter in the near future what would she say?

"We say that, despite the difficulties, I would not bet against a possible discovery in the lab in the next few years. It is one of those areas where everything can happen from one

Da:

http://www.galileonet.it/2017/04/materia-oscura/?utm_campaign=Newsatme&utm_content=Perch%C3%A9%2Bla%2Bmateria%2Boscura%2B%C3%A8%2Bancora%2Boscura&utm_medium=news%40me&utm_source=mail%2Balert