{"id":9351,"date":"2020-12-16T02:45:01","date_gmt":"2020-12-16T01:45:01","guid":{"rendered":"https:\/\/cielipiemontesi.it\/?p=9351"},"modified":"2020-12-16T02:45:02","modified_gmt":"2020-12-16T01:45:02","slug":"indizi-di-una-nuova-fisica-nei-dati-di-planck","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cielipiemontesi.it\/?p=9351","title":{"rendered":"Indizi di una nuova fisica nei dati di Planck"},"content":{"rendered":"\n

Un nuovo metodo per la misura dell\u2019angolo di polarizzazione della radiazione di fondo cosmico a microonde rilevata dal telescopio spaziale Planck dell\u2019Esa ha consentito a due fisici giapponesi, Yuto Minami e Eiichiro Komatsu, di trovare un possibile segnale di violazione di parit\u00e0 dovuta alla materia oscura o all\u2019energia oscura. Per una conferma occorreranno per\u00f2 ulteriori misure<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

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Mentre la luce del fondo cosmico a microonde emessa 380mila anni dopo il Big Bang (immagine a sinistra) viaggia nell\u2019universo fino a quando non viene osservata dai rivelatori di Planck (immagine a destra), la direzione in cui oscilla l\u2019onda elettromagnetica (linea arancione) viene ruotata di un angolo beta. La rotazione potrebbe essere causata dalla materia oscura \u2013 o dall\u2019energia oscura \u2013 che interagisce con la luce del fondo cosmico a microonde, che cambia il pattern di polarizzazione (linee nere). Le regioni rosse e blu indicano rispettivamente regioni calde e fredde del fondo cosmico a microonde. Crediti: Y. Minami \/ Kek<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Applicando un nuovo metodo per misurare l\u2019angolo di polarizzazione della Cmb<\/a><\/strong> (cosmic microwave background<\/em>), il fondo cosmico a microonde, due fisici giapponesi sono giunti a concludere che la materia oscura<\/a><\/strong>, o forse l\u2019energia oscura<\/a><\/strong>, causino una violazione della cosiddetta simmetria<\/a><\/strong> di parit\u00e0<\/strong><\/a> \u2013 quella simmetria in base alla quale l\u2019elettromagnetismo, per esempio, dovrebbe comportarsi allo stesso modo indipendentemente dal fatto che ci si trovi nel sistema originale o in un sistema speculare in cui tutte le coordinate spaziali siano state capovolte.<\/p>\n\n\n\n

Il fondo cosmico a microonde \u2013 la luce degli albori, la radiazione fossile emessa 380mila anni dopo il Big Bang<\/em>, alla fine dell\u2019epoca della ricombinazione<\/strong> \u2013 era luce polarizzata dalla dispersione (lo scattering<\/em>) dovuta agli elettroni. Nei 13.8 miliardi di anni successivi, scrivono gli autori dello <\/strong><\/a>studio<\/a><\/strong> pubblicato luned\u00ec scorso su Physical Review Letters<\/em>, l\u2019interazione della Cmb con la materia o l\u2019energia oscura potrebbe aver ruotato il piano di polarizzazione della stessa Cmb di un angolo beta<\/em>, come rappresentato nell\u2019immagine qui a fianco. E sarebbe proprio questo sfasamento angolare<\/strong>, se presente, il possibile indizio sperimentale di una violazione di parit\u00e0<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

\u00abSe la materia oscura o l\u2019energia oscura interagiscono con la luce del fondo cosmico a microonde in un modo che viola la simmetria di parit\u00e0, possiamo trovare la sua firma nei dati di polarizzazione<\/em>\u00bb, dice infatti il primo autore,\u00a0Yuto Minami<\/strong>, borsista postdoc<\/em> all\u2019Institute of Particle and Nuclear Studies del Kek<\/a><\/strong>, a Tsukuba (Giappone).<\/p>\n\n\n\n

Il problema di quest\u2019ipotesi, dal punto di vista sperimentale, \u00e8 che misurare con precisione lo sfasamento angolare \u00e8 tutt\u2019altro che semplice. I dati in polarizzazione del telescopio spaziale Planck dell\u2019Esa, presentati nel 2018<\/strong><\/a>, sarebbero adeguati a questo scopo, se non fosse che risentono di un\u2019incertezza sistematica per quanto riguarda il valore assoluto degli angoli di polarizzazione<\/em>. In particolare, senza sapere con sufficiente precisione come siano orientati rispetto al cielo i rivelatori sensibili alla polarizzazione di Planck, si rischia d\u2019introdurre una sorta di \u201crotazione artificiale\u201d nella misura dell\u2019angolo di polarizzazione cosmica beta<\/em>. Ma Minami e il suo collega, Eiichiro Komatsu<\/strong>, hanno escogitato un sistema per aggirare quest\u2019incertezza.<\/p>\n\n\n\n

\u00abAbbiamo sviluppato un nuovo metodo che ci consente di determinare l\u2019entit\u00e0 della rotazione artificiale utilizzando la luce polarizzata emessa dalla polvere della Via Lattea<\/em>\u00bb, spiega Minami. \u00abCon questo metodo, abbiamo raggiunto una precisione doppia<\/strong> rispetto a quella ottenuta in precedenza, riuscendo cos\u00ec finalmente a misurare l\u2019angolo beta<\/em>\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

In pratica, i due scienziati hanno usato la polarizzazione della polvere presente nella Via Lattea<\/strong> come una sorta di calibratore, avvalendosi del fatto che la distanza percorsa dalla luce emessa dalla polvere \u00e8 molto pi\u00f9 breve di quella percorsa dal fondo cosmico a microonde<\/em>. Ci\u00f2 implica che l\u2019emissione della polvere non \u00e8 influenzata dalla materia oscura o dall\u2019energia oscura<\/em>. L\u2019angolo di sfasamento beta<\/em>, dunque, \u00e8 presente solo nella luce del fondo cosmico a microonde. La rotazione artificiale dovuta ai rivelatori, al contrario, influenza entrambe le sorgenti<\/em>. La differenza fra l\u2019angolo di polarizzazione misurato per la polvere e quello misurato per la Cmb pu\u00f2 quindi essere utilizzata per calcolare beta<\/em><\/strong>. Il risultato \u00e8 pari a 0.35\u00b10.14\u2009gradi<\/strong>, con un livello di confidenza del 68 per cento<\/strong>. Ci\u00f2 significa che si pu\u00f2 escludere che l\u2019angolo beta<\/em> sia pari a zero<\/strong> \u2013 e dunque si pu\u00f2 ritenere che ci sia violazione di parit\u00e0 dovuta alla materia oscura o all\u2019energia oscura<\/strong> \u2013 con un livello di confidenza<\/strong>, questa volta, del 99.2 per cento<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

\u00c8 presto per buttare via i libri di fisica, o anche solo per mettere mano a Wikipedia<\/em>. Un livello di confidenza del 99.2 per cento pu\u00f2 infatti sembrare elevato<\/em>, ma in realt\u00e0 non arriva nemmeno a tre sigma<\/a><\/strong>, quando l\u2019asticella<\/em> da valicare affinch\u00e9 una scoperta possa dire d\u2019aver superato l\u2019esame di validit\u00e0 statistica, in campo fisico, \u00e8 tradizionalmente posta a cinque sigma<\/em>. Ma il 99.2 per cento \u00e8 comunque un livello sufficiente sia per meritare la pubblicazione su Physical Review Letters<\/em> (con tanto di \u201cEditors\u2019 Suggestion\u201d, l\u2019ambito timbro di \u201cconsigliato ai lettori\u201d) sia per confermare \u2013 se mai ce ne fosse ancora bisogno, dopo quel che \u00e8 accaduto con Bicep2<\/strong><\/a> \u00a0\u2013 che l\u2019obiettivo principale della cosmologia osservativa \u00e8 oggi quello di ottenere misure il pi\u00f9 possibile precise e pulite della polarizzazione del fondo cosmico microonde<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

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