Le rilevazioni del DAMA potrebbe non riguardare la materia oscura

Le osservazioni del rilevatore DAMA del Laboratori Nazionale del Gran Sasso, riguardo la materia oscura potrebbero essere contaminate. Alcuni ricercatori statunitensi hanno avanzato l’ipotesi che la rilevazione di materia oscura registrata dal rilevatore DAMA, potrebbe essere il risultato di una contaminazione dei tubi fotomoltiplicatori dell’impianto (PMT).

Secondo loro infatti, il modello di impulsi di segnale registrato dal DAMA sarebbe stato generato da piccole quantità di elio, penetrato nei tubi durante l’esperimento.

Il rilevatore di materia oscura DAMA

Il rilevatore DAMA è costituito da 25 scintillatori cilindrici di ioduro di sodio, con un PMT all’estremità. La struttura è gestita da Rita Bernabei dell’Università di Roma “Tor Vergata”.

Il DAMA è progettato per rilevare e misurare la materia oscura nel suo passaggio attraverso il rilevatore. Quando le particelle di materia oscura lo attraversano, entrano in collisione con i nuclei, creando piccoli lampi di luce. Quando i lampi raggiungono il PMT, il fotocatodo che vi si trova emette elettroni per effetto fotoelettrico. Gli elettroni emessi cono poi moltiplicati attraverso una serie di dinodi, creando una segnale elettrico misurabile.

Quello che si cerca di trovare con il DAMA è l’andamento sinusoidale nel tasso di collisioni della materia oscura, in cui le creste dell’onda si verificano in estate e gli avvallamenti in inverno. Questo andamento dovrebbe corrispondere ai cambiamenti di velocità con cui la Terra attraversa l’alone di materia scura che dovrebbe avvolgere la nostra galassia.

Per rendere più precise le rilevazioni, ed evitare interferenze dovute ai raggi cosmici e alla radioattività, DAMA si trova 1400 m sotto il Gran Sasso. Inoltre è schermato da strati di rame, paraffina, piombo e roccia.

I dubbi mossi sulle rilevazioni del DAMA

Le prime rilevazioni di materia oscura con il DAMA, risalgono al 1998. Recentemente alcuni studiosi hanno messo in dubbio queste rilevazioni, poiché altri esperimenti analoghi non hanno confermato le scoperte del DAMA.

Ma il team guidato dalla Bernabei si rivela fiducioso dei suoi risultati, riportando una buona sicurezza statistica nei risultati e sottolineando che, in vent’anni, nessun processo alternativo plausibile è mai stato proposto da nessuno.

Daniel Ferenc, dell’Università Davis della California, afferma invece di aver trovato proprio questo processo alternativo al DAMA.

Gli esperimenti di Ferenc

La famiglia Ferenc (Daniel Ferenc lavora con la moglie ed i figli) ha sviluppato dei sensori di luce che secondo loro potrebbero sostituire le PMT. Durante le ricerche per lo sviluppo di questi nuovi sensori, si sono resi conto che ad una sola sostanza non riuscivano ad impedire di penetrare nel dispositivo di rilevazione, ovvero l’elio. Secondo Ferenc, questo stesso problema si verificherebbe anche all’interno del DAMA. Afferma anche che l’elio ionizzato nel rilevatore potrebbe produrre lo stesso effetto della materia oscura. Un tale segnale potrebbe quindi essere erroneamente identificato come proveniente dalla materia oscura. Quindi Ferenc afferma che le variazioni annuali osservate nella materia oscura siano in realtà dovute all’elio. Anche se Ferenc ed il suo team non conoscono le fluttuazioni di elio nel Gran Sasso, ritengono plausibile che possa avere variazioni annuali simile a quelle registrate dal DAMA.

Ferenc ha anche proposto dei test che possono essere effettuati al DAMA per confutare quale ipotesi sia corretta.

Altri rilevatori del tipo DAMA

Invece secondo Richard Gaitskell, co-portavoce dell’esperimento “LUX” per la materia oscura, in Sud Dakota, la probabilità che quantità significative di elio abbiano raggiunto le PMT del DAMA è bassissima. Questo perché viene utilizzato l’azoto per “purificare” l’ambiente circostante da eventuali gas indesiderati. Per Gaitskell, ciò che potrebbe risolvere il problema è intraprendere analisi come quelle del DAMA, con un altro esperimento di iodio-sodio adeguatamente sensibile, su cui molti sono già al lavoro. Si potrebbero così confutare i risultati del DAMA e ottenere anche informazioni maggiori sull’esperimento.