Materia oscura: ideato un nuovo filtro che potrebbe identificarla

Emmanuel Schaan, Owen Chamberlain e Simone Ferraro, ricercatori nella dipartimento di fisica del Lawrence Berkeley Lab, hanno collaborato per sviluppare un modo per migliorare la chiarezza e l’accuratezza delle misurazioni della radiazione cosmica di fondo, così da poter individuare la materia oscura.

La radiazione cosmica di fondo (CMB), fu la prima luce conosciuta nell’Universo nascente, 380 mila anni dopo il Big Bang. Lo schema di questa luce ancestrale contiene importanti indizi sulla formazione e lo sviluppo dell’Universo. Le distorsioni del CMB, causate dal fenomeno di lente gravitazionale, possono essere di grande aiuto per cercare di comprendere e conoscere la storia della formazione dell’Universo ed i suoi segreti nascosti, tra cui la materia oscura.

I fenomeni di lente gravitazionale: distorsioni da ammassi giganteschi

I fenomeni di lente gravitazionale sono provocati da oggetti di grandi dimensioni, come le galassie o i cluster di galassie ad esempio, che piegano e distorcono la luce della radiazione cosmica di fondo. Queste distorsioni vengono percepite come anomalie degli schemi del CMB e possono quindi essere studiate ed identificate.

Ma fino ad ore questo tipo di misurazioni non sono state eccessivamente accurate, maggiormente a causa di polveri, gas ed altri materiali che offuscano la nostra osservazione. L’Universo è infatti un luogo a volte caotico e fitto, ed una lettura chiara del CMB in questa giungla cosmica non è affatto semplice.

La soluzione: non tutte le distorsioni sono uguali

Per cercare do ovviare a questo problema, i ricercatori sono soliti utilizzare dei filtri per cercare di limitare gli effetti dannosi di questi disturbi. Tuttavia i ricercatori continuano a riscontrare problemi, soprattutto nelle misurazioni della temperatura del CMB. Secondo gli autori di questo studio, le interferenze nella misurazione della temperatura, possono portare ad errori nelle altre misurazioni.

Ciò che hanno fatto i ricercatori per tentare di risolvere questo problema, è affrontare in maniera separata i diversi tipi di effetti di lente gravitazionale. I ricercatori hanno infatti notato che le distorsioni che tendono ad ingrandire, sono soggetti ad errori dovuti all’interferenza degli altri elementi presenti nello spazio (rumore in primo piano).

Al contrario invece gli effetti di lente gravitazionale che distorcono la luce allungandola, sembrano non essere inficiati dal rumore in primo piano. I ricercatori hanno quindi deciso di concentrarsi maggiormente su quest’ultimo, dichiarando che “riduce il rumore, permettendoci di ottenere mappe migliori e più corrette”.

Lo studio del Berkley Lab: un passo avanti per l’individuazione della rete di materia oscura

In questo studio, i ricercatori hanno fatto affidamento su dati della radiozione cosmica di fondo, raccolti presso il Centro di Calcolo Scientifico Nazionale di Ricerca Energetica di Berkeley Lab (NERSC). Hanno potuto così testare il loro metodo su ognuna delle quattro diverse fonti di rumore in primo piano, ovvero gli effetti infrarossi, la radiofrequenza, gli effetti termici e l’interazione elettronica. Lo studio rileva che il rumore di fondo dell’infrarosso e il rumore derivante dall’interazione di fotoni con elettroni ad alta energia sono state le più problematiche da affrontare con l’uso di filtro standard nelle misurazioni.

Il metodo sviluppato da Schaan e Ferraro è già in fase di realizzazione, e si sta già attivando per raccogliere dati dagli esperimenti attuali. Ad esempio lo si potrebbe usare per sviluppare dei sistemi per analizzare dettagliatamente filamenti e nodi ella materia oscura, ovvero quella complicata rete invisibile che che sembra collegare la materia nell’Universo.