{"id":6441,"date":"2018-04-12T15:55:24","date_gmt":"2018-04-12T13:55:24","guid":{"rendered":"http:\/\/www.media.inaf.it\/2018\/04\/10\/squid-admx-dark-matter\/"},"modified":"2018-04-12T18:47:28","modified_gmt":"2018-04-12T16:47:28","slug":"un-calamaro-alla-ricerca-della-materia-oscura-media-inaf","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cielipiemontesi.it\/?p=6441","title":{"rendered":"Un calamaro alla ricerca della materia oscura | MEDIA INAF"},"content":{"rendered":"

\u00c8 un amplificatore Squid, un dispositivo superconduttore a interferenza quantistica. Grande circa un millimetro quadrato e raffreddato a temperature prossime allo zero assoluto, sar\u00e0 utilizzato nel rivelatore Admx per intercettare i deboli segnali che dovrebbero venire prodotti dagli assioni nel caso in cui si convertano in fotoni a microonde<\/strong><\/em><\/p>\n

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Il piccolo quadratino che compone il dispositivo Squid. Credits: Sean O\u2019Kelley<\/p>\n<\/div>\n

Macho<\/em>, smidollati<\/em> e calamari<\/em>. Negli anni diversi candidati dagli acronimi bizzarri si sono fatti avanti per provare a svelare il mistero della materia oscura e sono stati man mano scartati. Ci sono i Macho<\/a><\/strong> (MAssive Compact Halo Object<\/em>, oggetto compatto massiccio d\u2019alone), corpi celesti massicci presenti ai confini delle galassie, nei cosiddetti \u201caloni\u201d, con una luminosit\u00e0 ridotta. Oppure le\u00a0Wimp<\/a><\/strong> (Weakly Interacting Massive Particle<\/em>, particelle massive debolmente interagenti), termine che potrebbe essere tradotto in italiano come \u201csmidollato\u201d, particelle ipotetiche mai osservate. Ad aggiungersi all\u2019elenco, nel progetto Admx<\/a><\/strong> (Axion Dark Matter Experiment<\/em>) dell\u2019Universit\u00e0 di Washington, questa volta non come candidato ma come strumento<\/em> per individuarne uno, \u00e8 arrivato Squid<\/a><\/strong> (superconducting quantum interference devices<\/em>): nella tradizione di strani acronimi, traducibile con \u201ccalamaro\u201d.<\/p>\n

Squid \u00e8 un sensibilissimo rilevatore magnetico capace di amplificare segnali, ideato da John Clarke<\/strong>,\u00a0professore di fisica nella scuola di specializzazione dell\u2019Universit\u00e0 della California a Berkeley, due decadi fa. Proprio grazie a questo piccolo strumento, che Clarke e il suo team sono riusciti a perfezionare e a migliorare, sar\u00e0 possibile per Admx raggiungere una sensibilit\u00e0 senza precedenti per individuare\u00a0\u2013 se esistono\u00a0\u2013 gli assioni<\/a>:<\/strong> particelle ipotetiche, fino a oggi mai osservate, attualmente in pole position<\/em> per cercare di spiegare la natura di quell\u2019enorme quantit\u00e0 di materia mancante nel nostro universo.<\/p>\n

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Il grande cilindro di Admx viene calato nel suo alloggiamento.
\nCrediti: Admx\/University of Washington<\/p>\n<\/div>\n

Gli assioni sono particelle furtive<\/strong>, attraversano la materia senza interagire e viene da s\u00e9 che individuarle, ammesso che esistano, non sia un gioco da ragazzi. Admx non \u00e8 in grado di identificarle direttamente, ma potr\u00e0 individuare i fotoni alla lunghezza d\u2019onda delle microonde in cui gli assioni, sporadicamente, si trasformano. Una conversione che viene stimolata dall\u2019apparato attraverso un potente campo magnetico e una camera di risonanza di microonde. Quando la frequenza di risonanza corrisponde a quella della massa degli assioni, la loro interazione con il campo magnetico di Admx aumenta, generando un segnale.<\/p>\n

Un segnale debolissimo<\/strong>, facilmente oscurato dal rumore generato dal calore stesso degli apparati che per questo vengono raffreddati. Ma eliminare il rumore anche da amplificatori di transistor semiconduttori standard \u00e8 tutto un altro discorso. Qui entra in gioco Squid: quando il dispositivo, capace di amplificare il segnale, viene raffreddato a temperature prossime allo zero assoluto, il rumore di fondo si riduce fino a una soglia quantistica, limitato dal solo\u00a0principio di indeterminazione di Heisenberg<\/strong><\/a>. \u00abNon si pu\u00f2 fare meglio di cos\u00ec\u00bb, dice Clarke.<\/p>\n

A quel punto \u00e8 solo una questione di sintonizzazione<\/strong>. Come nelle vecchie radio si girava una manopola per trovare l\u2019emittente voluta, allo stesso modo adesso i ricercatori di Admx dovranno pazientemente setacciare le diverse frequenze fino a individuare quella di risonanza con gli assioni nella speranza di sentire il loro segnale proveniente dalla Via Lattea. \u00abNon \u00e8 richiesta alcuna nuova tecnologia. Non ci serve pi\u00f9 un miracolo, ci serve solo tempo\u00bb, spiega\u00a0Leslie Rosenberg\u00a0<\/strong>dell\u2019universit\u00e0 di Washington, oggi alla guida di\u00a0Admx.<\/p>\n

Non solo assioni per Squid<\/strong>. Il piccolo dispositivo, un rettangolino di un millimetro di lato, capace di gestire alte frequenze e bassi rumori, viene utilizzato anche in un altro campo di ricerca: la lettura dei quantum bits, o qubits<\/a><\/strong>, ovvero l\u2019unit\u00e0 di informazione all\u2019interno dei computer quantistici.<\/p>\n

Per saperne di pi\u00f9:<\/strong><\/p>\n