Un articolo appena pubblicato in Physics Review Letters del professore assistente Joshua Berger e di un partner dell'Università del Texas ad Austin descrive segnali unici che potrebbero essere prodotti se una determinata classe di particelle interagisce con i nuclei atomici. Nello specifico, stanno cercando la grande quantità di energia rilasciata, secondo gli standard della fisica delle particelle, quando la materia oscura colpisce un protone e lo distrugge.

Questo rilascio di energia potrebbe essere visibile con la serie di rilevatori DUNE su larga scala e altamente sensibili che diventeranno operativi nel 2028. Se il loro approccio può aiutare a identificare tali interazioni, i risultati informerebbero la natura della materia oscura:componente mancante ancora da scoprire nell'universo.

Berger ha affermato che la materia oscura è una sostanza che sembra costituire la maggior parte della massa e dell’energia dell’universo. Anche se i ricercatori non sono ancora riusciti a osservare questa materia o le sue interazioni, sanno che esiste grazie alla sua attrazione gravitazionale, che sembra essere determinante nel modo in cui le galassie si formano, si organizzano e si espandono. Berger ha detto che spera che i rilevatori di DUNE saranno in grado di raccogliere prove della materia oscura in un modo che prima non era possibile utilizzando la sua teoria.

"Tutto ciò che sappiamo sulla fisica dell'universo indica che circa l'85% della materia è oscura. Tuttavia, nessuna luce rimbalza su di essa, quindi non puoi "vederla", e nessuna delle particelle conosciute sembra costituire questa materia -niente è sufficientemente oscuro", ha detto Berger. "Vogliamo sapere cosa rende questa materia oscura diversa dalla materia che costituisce te, me e tutto ciò che possiamo vedere nell'universo. Stiamo parlando di costruire una migliore comprensione degli elementi fondamentali dell'universo."

Sebbene Berger sia interessato alla materia oscura, l'esperimento DUNE dovrebbe aiutare a rispondere a molte altre domande cosmiche decisamente enormi.

Gestito dal Fermilab del Dipartimento dell'Energia, il progetto mira principalmente a svelare i misteri dei neutrini, che sono presenti ovunque. Una volta completata, la struttura seguirà il progresso dei neutrini trasmessi dall'Illinois attraverso la Terra fino a una struttura di rilevamento sotterranea nel Sud Dakota a circa 800 miglia di distanza.