Un nuovo esperimento svela una quasiparticella simile agli assioni
Nel cuore del Massachusetts, nel laboratorio di Harvard guidato da Su-Yang Xu, è stata identificata una quasiparticella inedita che imita il comportamento degli assioni, le ipotetiche particelle candidate a costituire la materia oscura. Questo nuovo stato della materia, battezzato DAQ (quasiparticella assione dinamica), è stato creato in un composto magnetico di manganese, bismuto e tellurio (MnBi₂Te₄) dal ricercatore Jian-Xiang Qiu.
Cosa sono gli assioni e perché contano nella caccia alla materia oscura
La materia oscura, secondo i modelli cosmologici più accreditati, supera la materia visibile di un rapporto di circa 5 a 1. Gli assioni sono tra le principali ipotesi come candidati per questa componente invisibile dell’universo, poiché si pensa che possano avere una interazione minima ma distintiva con la luce.
Il DAQ, pur non essendo un assione reale, riproduce le sue caratteristiche oscillanti, permettendo ai fisici di simulare il comportamento della materia oscura in laboratorio. Questa possibilità apre a nuove modalità di rilevazione attraverso il principio della risonanza, se le frequenze dell’assione e del DAQ coincidono.
Il DAQ: una “radio quantistica” sintonizzabile sulle frequenze degli assioni
Il concetto evocato dal dottor Doddy Marsh paragona la ricerca degli assioni alla sintonizzazione di una radio: il DAQ oscilla a 44 GHz, ma può essere regolato a frequenze diverse tramite un campo magnetico. Se la materia oscura fosse composta da onde di assioni, queste interagirebbero col DAQ al momento della corrispondenza delle frequenze, rendendo la particella potenzialmente rilevabile.
Questa nuova tecnologia offre la possibilità di esplorare frequenze non ancora battute da altri esperimenti. L’approccio è radicalmente diverso da altri tentativi, che si basano su segnali fissi, mentre il DAQ consente un monitoraggio adattivo e continuo di un ampio spettro di masse e frequenze.
Un possibile punto di svolta nella fisica delle particelle
Il lavoro pubblicato su Nature rappresenta una delle prime realizzazioni di una quasiparticella con proprietà simili a quelle previste per gli assioni, mai osservata prima in laboratorio. Questo risultato non solo dimostra che è possibile simulare in laboratorio le condizioni per individuare la materia oscura, ma suggerisce che la scoperta degli assioni reali potrebbe essere vicina, forse nell’arco di un decennio, come dichiarato dallo stesso Marsh.
Se questa ipotesi si rivelasse corretta, l’impatto sulla cosmologia, sulla fisica quantistica e sulle tecnologie future sarebbe rivoluzionario, segnando uno dei traguardi più ambiti nella comprensione della struttura dell’universo.