Sono fra le particelle più evasive che esistano. Uno, il neutrino, è praticamente inafferrabile, capace di attraversare l’intero Sole quasi alla velocità della luce. E per l’altra, la materia oscura, il praticamente lo possiamo anche togliere, visto che almeno fino a oggi non siamo mai riusciti a intercettarla. In termini fisici si dice che non interagiscono, o interagiscono pochissimo – solo attraverso l’interazione debole, nel caso dei neutrini. Ebbene, alla faccia di questa loro capacità d’eludere senza rivali, e in contraddizione con quanto previsto dal modello cosmologico Lambda-Cdm, un nuovo studio guidato da Lei Zu del Centro polacco per la ricerca nucleare (Ncbj) di Varsavia e dall’Università di Sheffield suggerisce che queste due Houdini della fisica particellare possano invece interagire fra loro.
Cielo stellato. Crediti: Hans/Pixabay
«I nostri risultati affrontano un enigma di lunga data nella cosmologia. Le misurazioni dell’universo primordiale», ricorda una delle autrici dello studio pubblicato il 2 gennaio su Nature Astronomy, l’astrofisica romana Eleonora Di Valentino, oggi all’Università di Sheffield, «prevedono che le strutture cosmiche debbano essersi sviluppate più rapidamente nel tempo rispetto a quanto osserviamo oggi. Tuttavia, le osservazioni dell’universo moderno indicano che la materia è leggermente meno concentrata del previsto, evidenziando una lieve discrepanza tra le misurazioni del periodo iniziale e quelle del periodo successivo».
I dati relativi all’universo primordiale utilizzati nello studio sono principalmente quelli raccolti da terra con Act, l’Atacama Cosmology Telescope, e dallo spazio con il satellite Planck dell’Agenzia apaziale europea – entrambi progettati proprio per studiare la Cmb (radiazione cosmica di fondo a microonde), vale a dire il debole bagliore residuo del Big Bang. Quanto all’universo più moderno, le osservazioni sono invece quelle della Dark Energy Survey – ottenute con lo strumento Decam montato sul telescopio Victor M. Blanco, in Cile – e della Sloan Digital Sky Survey.
È mettendo a confronto questi due insiemi di dati, provenienti da epoche diverse, che è emersa la lieve discrepanza alla quale fa riferimento Di Valentino – prima autrice, vale qui la pena ricordare, di una recente rassegna di oltre quattrocento pagine interamente dedicata alle tensioni cosmologiche. Una discrepanza nota fra gli addetti ai lavori come tensione S8, dal nome di un parametro cosmologico – il parametro S8, appunto – che quantifica l’ampiezza delle fluttuazioni della materia sulla scala degli 8 Mpc, dunque una sorta di misura della disomogeneità dell’universo. Ciò che gli autori del nuovo studio hanno trovato è che neutrini e materia oscura sembrerebbero interagire: un comportamento che potrebbe risolvere la tensione S8.
«Se questa interazione tra materia oscura e neutrini fosse confermata, si tratterebbe di una scoperta fondamentale», conclude William Giarè, coautore dello studio, oggi all’Università delle Hawaii. «Non solo getterebbe nuova luce su una persistente discrepanza tra diverse sonde cosmologiche, ma fornirebbe anche ai fisici delle particelle una direzione concreta, indicando quali proprietà cercare negli esperimenti di laboratorio per aiutare finalmente a svelare la vera natura della materia oscura».
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