Potrebbe essere una delle scoperte più importanti della fisica contemporanea: gli scienziati potrebbero aver individuato la prima evidenza diretta della materia oscura. Il segnale, ancora preliminare e tutt’altro che definitivo, è stato osservato nell’ambito dell’esperimento LUX-ZEPLIN e consiste in una singola sospetta interazione tra una WIMP – acronimo di Weakly Interacting Massive Particle, ovvero particella massiccia debolmente interagente – e una particella della materia ordinaria.
La materia oscura rappresenta da decenni uno dei più grandi enigmi della scienza. Secondo le stime, costituisce circa l’85% della massa dell’universo, eppure la sua natura rimane sconosciuta. Il problema fondamentale è che non interagisce con la radiazione elettromagnetica, compresa la luce: per questo non può essere osservata direttamente con i normali telescopi e non sembra essere composta da elettroni, protoni e neutroni, le particelle che formano gli atomi di stelle, pianeti, lune, corpi umani e di tutto ciò che vediamo nella vita quotidiana. Questo mistero ha spinto i fisici a cercare nuove particelle che vadano oltre i confini del cosiddetto Modello Standard della fisica delle particelle. Finora, tuttavia, la ricerca non aveva prodotto risultati conclusivi. Ora LUX-ZEPLIN potrebbe aver offerto un primo, possibile spiraglio.
Un rivelatore a un miglio di profondità
L’analisi dei dati di LUX-ZEPLIN, un gigantesco rivelatore costituito da 10 tonnellate di xeno liquido ultrapuro e installato a circa un miglio di profondità presso il Sanford Underground Research Facility, nel Sud Dakota, ha evidenziato una singola interazione particellare che gli scienziati non riescono a spiegare attraverso i normali segnali di fondo prodotti dalla materia ordinaria.
“È stato uno studio dettagliato in una regione che non avevamo esplorato all’interno di questo set di dati, e abbiamo dedicato mesi di ulteriore lavoro per comprendere tutte le possibili cause degli eventi di fondo“, ha dichiarato Sam Eriksen, responsabile del team dell’Università di Bristol, nel Regno Unito. “Conosciamo così bene il nostro rivelatore e i segnali di fondo che persino un singolo evento eccezionale, come quello che abbiamo trovato, è importante“.
Che cosa potrebbe rivelare il segnale
Se l’evento fosse stato provocato dalla rara interazione di una WIMP, gli scienziati potrebbero ricavare alcune informazioni importanti su queste particelle, la cui esistenza resta per ora ipotetica. In primo luogo, il segnale suggerisce che le WIMP potrebbero avere una massa pari a circa 200 volte quella di un protone. Inoltre, indicherebbe una modalità di interazione con la materia ordinaria non prevista dai modelli più semplici elaborati finora per descrivere queste particelle.
La prudenza però resta fondamentale. Una sola possibile rilevazione non possiede una significatività statistica sufficiente per confermare che sia stata effettivamente osservata un’interazione tra una WIMP e una particella della materia ordinaria. Rimane infatti una probabilità dello 0,5% che l’evento possa essere spiegato dai segnali di fondo già conosciuti. LUX-ZEPLIN continuerà quindi a raccogliere dati, costruendo quello che è destinato a essere il più ampio insieme di osservazioni mai ottenuto nella ricerca della materia oscura. I prossimi risultati permetteranno di capire se questo segnale acquisterà progressivamente significatività oppure se, al contrario, la sua importanza statistica svanirà con l’aumentare dei dati disponibili.
C’è però un elemento che rende l’episodio particolarmente interessante: le interazioni tra WIMP e materia ordinaria dovrebbero essere estremamente rare. Proprio per questo, non sarebbero necessarie moltissime osservazioni analoghe per arrivare a una conferma convincente dell’esistenza della materia oscura composta da WIMP, contribuendo così a risolvere uno dei più grandi misteri dell’universo. “Ci aspettiamo che gli eventi legati alla materia oscura siano estremamente rari, quindi anche solo una manciata potrebbe segnare la prima rilevazione della materia oscura costituita da WIMP“, ha affermato Eriksen.
I risultati del gruppo sono stati presentati alla conferenza TeV Particle Astrophysics del 2026 e sono stati sottoposti alla rivista scientifica Physical Review Letters. Per ora non si tratta di una scoperta confermata, ma di un segnale che merita ulteriori verifiche. Se dovesse essere confermato dai dati futuri, potrebbe rappresentare il primo passo verso la soluzione del mistero della materia che, pur invisibile, sembra costituire la maggior parte della massa dell’universo.