La collaborazione ALICE ha presentato nuovi risultati sui tassi di produzione di antideuteroni basati sui dati raccolti alla massima energia di collisione fornita finora al Large Hadron Collider. L'antideuterone è composto da un antiprotone e un antineutrone. Le nuove misurazioni sono importanti perché la presenza di antideuteroni nello spazio è una promettente firma indiretta dei candidati alla materia oscura. I risultati segnano un passo avanti nella ricerca della materia oscura.

Recenti risultati astrofisici e cosmologici indicano che la materia oscura è la forma dominante di materia nell'universo, rappresentano circa l'85% di tutta la materia. La natura della materia oscura rimane un grande mistero, e svelarne i segreti aprirebbe una nuova porta per la fisica.

Il rilevamento di antideuteroni nello spazio potrebbe essere una firma indiretta della materia oscura, poiché potrebbero essere prodotti durante l'annientamento o il decadimento di neutralinos o sneutrinos, che sono ipotetiche particelle di materia oscura.

Vari esperimenti sono alla ricerca di antideuteroni nell'Universo, compreso il rivelatore AMS sulla Stazione Spaziale Internazionale. Però, prima di dedurre l'esistenza della materia oscura dal rilevamento di questi nuclei, gli scienziati devono rendere conto sia dei loro tassi di produzione da altre fonti (vale a dire, collisioni tra raggi cosmici e nuclei nel mezzo interstellare) e le velocità del loro annientamento causato dall'incontro con la materia durante il loro viaggio. Per affermare che l'antideuterone rilevato è correlato alla presenza di materia oscura, i tassi di produzione e annientamento devono essere ben compresi.

Facendo scontrare protoni nell'LHC, Gli scienziati di ALICE hanno imitato la produzione di antideuteroni attraverso collisioni di raggi cosmici, e potrebbe quindi misurare il tasso di produzione associato a questo fenomeno. Queste misurazioni forniscono una base fondamentale per modellare i processi di produzione di antideuteroni nello spazio. Confrontando la quantità di antideuteroni rilevati con quella delle loro controparti materiali (deuteroni, che non si annichilano nel rivelatore), hanno potuto determinare, per la prima volta, la probabilità di annientamento di antideuteroni a bassa energia.

Queste misurazioni contribuiranno a futuri studi sugli antideuteroni nelle vicinanze della Terra, e aiutare i fisici a determinare se sono firme della presenza di particelle di materia oscura, o se al contrario sono manifestazioni di fenomeni noti.

Nel futuro, questi tipi di studi ad ALICE potrebbero essere estesi ad antinuclei più pesanti. "L'LHC e l'esperimento ALICE rappresentano una struttura unica per studiare i nuclei di antimateria, ", afferma il portavoce di ALICE Luciano Musa. "Questa ricerca continuerà a fornire un riferimento cruciale per l'interpretazione delle future ricerche astrofisiche sulla materia oscura".