Padme si mette alla ricerca del lato oscuro del fotone, e io degli easter egg scientifici

A volte mi immagino scienziati ed accademici dall’animo nerd che, all’atto di battezzare un esperimento scientifico o un nuovo macchinario rivoluzionario, passano nottate intere a trovare un nome il cui acronimo possa poi essere riferito a qualcosa che rimandi a fumetti, film, serie TV, videogame o quant’altro abbia a che fare con la pop culture.

Si chiama PADME l’esperimento che potrebbe svelare l’esistenza di una nuova forza a cui sarebbe associata una particella chiamata fotone oscuro

Forse è la stessa cosa accaduta con PADME (Positron Annihilation into Dark Matter Experiment), un nuovo esperimento, inaugurato lo scorso 4 ottobre, che ha l’intento si svelare, per la prima volta, l’esistenza di una nuova forza a cui sarebbe associata una particella chiamata fotone oscuro.

Ovviamente, il fatto che l’esperimento abbia lo stesso nome di Padmé Amidala, madre di Luke Skywalker e Leila Organa, nonché moglie di Anakin Skywalker alias Darth Vader, non può che far drizzare le orecchie ai fan della saga di Star Wars, specialmente poi se si parla di “fotone oscuro” dato che Vader è anche soprannominato il Signore oscuro dei Sith.

È facile intuire che questa sorta di ester egg scientifico, voluto o meno, è davvero una chicca da intenditori anche se, ovviamente, siamo di fronte ad un esperimento di importanza mondiale che potrebbe aprire l’umanità a nuovi segreti che l’universo ancora cela dentro di sé.

Il cuore di PADME, costruito grazie a ricercatori, tecnici e dottorandi del Dipartimento di Matematica e Fisica “Ennio De Giorgi” dell’Università del Salento e dell’INFN Lecce, è costituito da un sottilissimo bersaglio di diamante per catturare il fotone oscuro scovandolo tra un milione di collisioni di particelle al secondo, interazioni prodotte da positroni accelerati all’energia di 550 MeV dall’acceleratore lineare (Linac), dei Laboratori Nazionali di Frascati dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.

L’esperimento PADME, che proprio il 4 ottobre è passato dalla fase di test (commissioning) a quella di raccolta dati e che resterà in funzione per alcuni mesi, si basa su un’ipotesi avanzata da alcuni modelli teorici che hanno previsto l’esistenza di una quinta forza della fisica (le altre quattro sono la forza gravitazionale, la forza elettromagnetica, la forza nucleare debole e la forza nucleare forte) in grado di connettere la materia oscura con il nostro mondo.

Come per le altre quattro forze fondamentali, anche a questa nuova forza è associata una particella messaggera, nello specifico un fotone “pesante”, cioè dotato di una piccola massa (contrariamente al fotone ordinario che non ne ha una), che i fisici chiamano appunto “fotone oscuro”.

Alla ricerca della materia oscura

Fernando Ferroni, presidente dell’INFN ha sottolineato come l’esperimento sia determinante per lo studio della materia oscura

Il problema della materia oscura è certamente tra i più importanti della fisica moderna, e l’Infn è impegnato a fondo in tutti i grandi esperimenti, spesso con un ruolo di guida.

È cruciale però anche verificare modelli teorici meno studiati, grazie a piccoli esperimenti dedicati, come PADME, che sfruttano la grande competenza dell’INFN nella tecnologia degli acceleratori.

Gli fa eco Mauro Raggi, spokesperson dell’esperimento e ricercatore INFN dell’Università della Sapienza di Roma:

PADME si servirà per la prima volta di collisioni di positroni su un bersaglio fisso con lo scopo di esplorare il contenuto di quella parte nascosta del cosmo che chiamiamo materia oscura.

La possibilità che esistano nuove forze e nuove particelle sconosciute è sicuramente una frontiera molto affascinante e il team di PADME è molto orgoglioso di partecipare a questa impresa.

Paolo Valente, co-spokesperson di PADME e anch’esso ricercatore INFN dell’Università della Sapienza di Roma, entra più nel dettaglio tecnico dell’esperimento:

Padme sfrutta un’infrastruttura di ricerca chiamata Beam Test Facility (Btf) che estrae particelle accelerate nel Linac (acceleratore lineare) e che è stata impiegata, negli ultimi 15 anni, dalla comunità dei fisici sperimentali per lo sviluppo di nuove tecnologie di rivelatori.

In futuro, inoltre, sarà possibile usare la Btf anche per applicazioni industriali, per esempio nel campo dello studio dei danni da irraggiamento.

L’esperimento è il frutto di una collaborazione internazionale che vede coinvolti ricercatori dell’istituto Mta Atomki di Debrecen in Ungheria (dove sono stati già svolti esperimenti sul fotone oscuro), dell’Università di Sofia, in Bulgaria che si è occupata dei rivelatori a barre scintillanti, della Cornell University, Iowa University e William and Mary College degli Stati Uniti.

Come Padme in Star Wars: La Vendetta dei Sith vedeva del buono in fondo all’oscurità che aveva rapito Anakin “In lui c’è del buono..io lo so, lo so che c’è..ancora”, così l’esperimento PADME potrebbe permetterci di vedere oltre e regalarci nuove conoscenze sull’universo e tutto il creato.

Ah, dimenticavo, siccome PADME è l’acronimo di Positron Annihilation into Dark Matter Experiment, c’è da evidenziare che (ma in questo caso ammetto che il mio cervello di collisioni ne sta facendo à gogo) Natalie Portman, l’attrice che ha interpretato Padme nella trilogia prequel di Star Wars, è stata protagonista anche del film scifi Annihilation (Annientamento).

Riferimenti nerd come se piovesse eh!

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