Una particella di materia oscura di determinate dimensioni che colpisse un corpo umano causerebbe una ferita come da arma da fuoco esotica. Fortunatamente, a quanto pare, queste particelle hanno tutt’altra dimensione.
di Emerging Technology from the arXiv
Gli astronomi stanno analizzando un mistero. L’universo sembra essere pieno di particelle che esercitano una forza gravitazionale ma non possono essere viste. La cosiddetta materia oscura deve esistere, perché senza di essa, le galassie andrebbero semplicemente in pezzi nella loro rotazione.
Ciò significa che, in questo momento, il nostro sistema solare si sta facendo strada in un vasto mare di materia oscura che i fisici si stanno facendo in quattro per individuare. Ma se non si può vedere, come possiamo osservarla?
La risposta sta nel fatto che la materia oscura deve pur occasionalmente colpire la materia visibile. Quindi il trucco sta nel cercare prove di queste collisioni. Che aspetto avranno, esattamente, queste prove è oggetto di notevole dibattito, ma abbiamo ora i risultati di una prima ricerca secondo cui particelle di materia oscura relativamente grandi, chiamate macro, sarebbero in grado di distruggere gli esseri umani e ucciderli. “L’analogia più verosimile a una collisione tra un macro ed un essere umano è l’immagine di una ferita da arma da fuoco”, dichiarano Jagjit Sidhu e colleghi della Case Western Reserve University.
Questo fatto ha dato ai ricercatori l’idea che l’umanità possa rappresentare una specie di rilevatore di materia oscura, nel senso che qualsiasi inspiegabile ferita simile ad un colpo da pistola potrebbe essere la prova di un impatto con elementi macro di materia oscura. In effetti, il tasso di mortalità per questo tipo di lesione darebbe un buon senso di quanto comune debba essere questo tipo di materia oscura.
Partiamo dai retroscena. Il nostro sistema solare sta orbitando attorno alla galassia ad una velocità di circa 250 chilometri al secondo. Se la materia oscura esiste, la Terra non può che starla attraversando a grande velocità, con inevitabili collisioni. Se la materia oscura è formata da particelle minuscole, gli effetti delle collisioni saranno minori, paragonabili, ad esempio, ad un leggero aumento nella temperatura di un cristallo. Numerosi esperimenti attualmente in corso sono dedicati proprio al rilevamento di simili aumenti di temperatura, finora senza successo.
Le particelle più grandi, le macro, lascerebbero tracce di sé ben differenti. I fisici hanno cercato prove di collisioni avvenute con macro dalla massa caratteristica di alcune decine di grammi. Per farlo hanno studiato un minerale di silicato chiamato mica, dotato di una struttura a grana fine quasi perfetta. Un macro che passasse attraverso tale struttura lascerebbe dietro di sè una traccia che dovrebbe essere facilmente identificabile al microscopio. Qualsiasi deposito di mica sulla superficie terrestre avrebbe avuto un sacco di tempo per incappare in un impatto con qualche macro, ma i fisici non hanno trovato tracce o prove di collisioni. È stata quindi esclusa l’idea che esistano macro di tali dimensioni.
Macro più massicce, con una massa caratteristica fino a 50 chilogrammi avrebbero un potere distruttivo ancora superiore. Secondo Sidhu e colleghi, una buona analogia sarebbe quella di proiettili sparati da un fucile calibro .22, il più piccolo comunemente in suo. “I proiettili provocano lesioni al corpo umano per via di una combinazione tra cavitazione permanente, cavitazione temporanea e onde di pressione”, dichiarano.
Tuttavia, le macro sono molto diverse dai proiettili, in particolare per velocità e dimensioni. È probabile che viaggino a velocità ipersonica e abbiano una sezione trasversale molto più piccola rispetto ai proiettili, di soli pochi micrometri. Un impatto con delle macro avrà quindi un diverso effetto distruttivo. “L’impatto con una macro, in genere, riscalderebbe il cilindro di tessuto attraversato lungo il suo percorso ad una temperatura di 107 Kelvin, provocando l’espansione nel corpo di un cilindro di plasma”, sostengono Sidhu e altri.
I ricercatori hanno poi derivato una formula che ha permesso loro di calcolare il numero di impatti probabili dato il numero di particelle macro nella nostra regione della galassia e il numero di umani rilevabili in un determinato periodo. Per fare ciò, Sidhu e colleghi hanno studiato popolazioni ben monitorate di esseri umani, in Stati Uniti, Canada ed Europa occidentale, negli ultimi 10 anni. Hanno concluso che non ci sono prove di macro collisioni con umani.
Questo calcolo limita notevolmente le possibili dimensioni delle macro. “I nostri risultati limitano le macro a dimensioni fisiche di alcuni micron e masse inferiori a 50 kg”, dichiarano i ricercatori. Combinato questo risultato con le ricerche condotte sulla mica, i fisici possono escludere una gamma significativa di dimensioni per le macro.
Questo interessante studio mostra come dati altrimenti innocui possano essere usati per far luce su uno dei grandi misteri inspiegabili del nostro tempo. L’assenza di morti per inspiegabili armi da fuoco tra gli esseri umani è qualcosa di cui tutti dovremmo essere grati, in particolare cosmologi e fisici delle particelle.
(lo)
