Il telescopio cinese parcheggiato in orbita in cerca di materia oscura
Gode di ottima salute e ha compiuto due anni proprio in questi giorni, visto che è stato lanciato dalla base di Jiuquan il 17 dicembre 2015 per essere parcheggiato in orbita elio-stazionaria a 500 kilometri di altezza.
Nome ufficiale Dampe, Dark Matter Particle Explorer, ovvero esploratore di particelle della materia oscura. Dampe è un telescopio spaziale, il primo messo in orbita dalla Cina, oggetto di una collaborazione internazionale, promossa dall’Accademia Cinese delle Scienze fra enti di ricerca e università cinesi, italiane ed elvetiche: una mezza dozzina in Cina, fra cui il PMO, Osservatorio della Montagna Purpurea (solo in Cina riescono a essere così romantici….); INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare), Università di Perugia, di Bari, di Lecce; DPNC (Département de Physique Nucléaire et Corpusculaire) dell’Università di Ginevra. In tutto oltre un centinaio di ricercatori di ottima qualità.
Dampe, per gli amici è WuKong (悟空), il re delle Scimmie, protagonista del romanzo “Viaggio in Occidente”: in cinese Xīyóu Jì (西遊記), pubblicato dalle nostre parti anche con il titolo “Lo scimmiotto” o “Sun Wukong – Lo Scimmiotto di Pietra”. Lo scimmiotto, come il Dampe, cerca qualcosa di molto prezioso, ma il motivo della scelta del nome è da trovare nel gioco, tutto cinese, di trovare altri significati negli ideogrammi e nella loro sequenza.
Letteralmente, “wu”(悟) significa comprensione o conoscenza e “kong” (空) significa vuoto. Dunque, 悟空 può avere il significato “conoscere, comprendere lo spazio” che poi è il motivo per cui il razzo “Lunga Marcia 2D” ha portato nello spazio quanto di meglio oggi disponibile, oltre tre volte migliore dei “colleghi” per rilevare e registrare direzione, energia e carica elettrica di particelle ad alta energia e raggi gamma nello spettro delle energie dell’ordine dei TeV per trovare evidenze sperimentali dell’esistenza della materia oscura.
Figura 1
I 1400 chili del Dampe (fig.1) sono stati progettati con lo scopo di trovare la prova sperimentale del decadimento di Wimps, “Weakly Interacting Massive Particles”, fra i possibili costituenti della Materia Oscura. Per ora sono solo un’ipotesi. Sono nuove particelle elementari che interagiscono fra loro anche per tramite della forza di gravità; non fanno parte del modello standard come lo conosciamo oggi; sono state prodotte termicamente nelle prime fasi dell’universo successive al Big Bang. Per trovarli occorre produrli in macchine come lo LHC di Ginevra o cercare nello spazio i prodotti che derivano dalla loro annichilazione: raggi gamma, neutrini, raggi cosmici: obiettivo della missione del Dampe, per l’appunto.
Non dovrebbe essere poi così difficile visto che se il 4,9 per cento dell’universo è costituito da materia “normale”, visibile, quella oscura è responsabile per il 26,8 per cento. Il resto, 68,3 per cento, è costituito da energia oscura. Il condizionale è d’obbligo. Ma…
Nei primi 530 giorni di operatività scientifica, fino all’8 giugno 2017, Dampe ha registrato 1,5 milioni di elettroni e positroni da raggi cosmici con energia sopra i 25 GeV (1 GeV è pari a un miliardo di eV, elettronVolt; l’eV è un’unità di energia approssimativamente uguale 1.6×10−19 joules (simbolo J). Per definizione è la quantità di energia guadagnata o persa dalla carica di un singolo elettrone che si muove attraverso una differenza di potenziale elettrico pari a un volt. Il joule è pari all’energia trasferita a un oggetto quando la forza di un newton agisce su tale oggetto nella direzione del suo moto per una distanza di un metro; il J è pari all’energia dissipata come calore quanto una corrente di un ampere attraversa una resistenza di un ohm per un secondo).
Figura 2
Il grafico qui allegato (fig. 2) mostra quanto registrato nell’intervallo di energia compreso fra i 55 GeV e i 2,63 TeV e… c’è qualcosa di strano dalle parti dei 0.9 Tev, una specie di discontinuità rispetto alle curve registrate da altri esperimenti (fig.3).
Figura 3
In particolare intorno ai 1,4 TeV c’è un picco che, se la strumentazione funziona a dovere e non c’è motivo per ritenere il contrario, suggerisce la presenza di importanti e vicine sorgenti di raggi cosmici, oppure qualche processo fisico per lo meno esotico, di certo non conosciuto. Materia oscura? Qualcosa d’altro? Comunque, se confermato, ci scappa il Nobel.
Visto che si prevede che il DAMPE sia in grado di registrare nei suoi cinque anni di vita più di 10 miliardi di eventi relativi a raggi cosmici, i dati non mancheranno: si tratta solo di aspettare.
Due i commenti da farsi, per ora.
Il primo ha che fare con la copertura mediatica che è stata data alla pubblicazione dei risultati del Dampe: quasi insistente. Anche in Italia. Eppure la lettera pubblicata da Nature, quanto di più prestigioso e serio ci sia, “Direct detection of a break in the teraelectronvolt cosmic-ray spectrum of electrons and positrons”, ha come prima firma quella di Giovanni Ambrosi della sezione di Perugia dell’INFN, ricercatore di fama internazionale e non proprio l’ultimo arrivato viste le oltre diecimila citazioni su Researchgate.
Eppure, forse e sottolineo forse, si ha la prima evidenza sperimentale dell’esistenza della materia oscura; forse e sottolineo forse, si ha una prima indicazione di dove sia il Sacro Graal dell’astrofisica, ma tutto tace. Perché?
Vero che a pensare male si fa peccato, ma com’è che quando in un progetto di ricerca ci sono gli Usa ne parlano tutti e quando c’è la Cina si applica la sordina? Vero che si tratta della prima missione spaziale cinese dedicata all’astrofisica, ma il buongiorno si vede dal mattino. David Spergel, astrofisico della Princeton University ha dichiarato: “La Cina oggi contribuisce in modo significativo all’astrofisica e alle scienze dello spazio”.
Non era mai accaduto prima. La Cina è uno dei protagonisti ed è ragionevole pensare che diventi e anche presto, il Protagonista, della ricerca scientifica mondiale. Quali possono esserne le conseguenze? A quali principi etici sarà improntata? A chi da fastidio e parecchio che la Cina venga vista, a ragione, come degno membro dell’esclusivo club dei grandi della ricerca scientifica? Pochi sono a oggi i laureati Nobel cinesi di Cina. Chi è pronto a scommettere che la cosa cambierà nel prossimo futuro?
Il secondo commento ha a che fare con la strategia del papero del governo cinese.
La strategia del papero? Fuori dall’acqua è calmo, rilassato, immobile nonostante la corrente del fiume su cui sta nuotando. Sotto il pelo dell’acqua però le sue zampette si agitano in modo continuo, spasmodico, senza mai fermarsi. Il governo cinese fa lo stesso: tiene sempre tutto sotto controllo, con profilo basso, sena mai attirare troppo l’attenzione internazionale, raccontando di essere umile, di dovere continuare a crescere per uscire dalla povertà, di impegnarsi per la realizzazione della via cinese al socialismo di impronta marxista. Intanto continua ad espandersi ovunque e in tutti i settori, ricerca scientifica compresa, a scala mondiale e non da gregario.
Eppure tutto tace. Perché?