Dall’antimateria di ALICE alla materia oscura nello spazio

E’ ipotizzato che la Materia Oscura (MO) costituisca circa 80% della materia dell’Universo e 25% della sua energia. La MO viene cercata da molti esperimenti sulla Terra e nello Spazio (ad esempio AMS-02 e GAPS). La rivelazione di antinuclei di bassa energia è un promettente segnale per le ricerche di MO nello spazio. Tuttavia, per interpretare una possibile osservazione, è indispensabile una comprensione quantitiva della produzione e dell’annichilazione di antinuclei nel mezzo interstellare. Questi processi possono essere studiati usando le collisioni a LHC come sorgente di antimateria e l’esperimento ALICE come rivelatore di antimateria. I gruppi INFN hanno ruoli importanti in questi studi. La Collaborazione ALICE ha recentemente pubblicato una misura di produzione di (anti)deutone in collisioni protone-protone e in altri sistemi (figura di sinistra), ponendo vincoli importanti ai modelli di produzione che poi possono essere usati per stimare la produzione nello spazio. La Collaborazione ha anche misurato per la prima volta la sezione d’urto di assorbimento dell’antideutone a bassa energia (figura di destra), utilizzando il materiale del rivelatore come assorbitore. L’intervallo di momento coperto dalla misura è particolarmente rilevante per l’interpretazione delle osservazioni nello spazio in termini di possibili segnali di Materia Oscura. Inoltre, queste misure contribuiscono alla comprensione dei processi di annichilazione materia-antimateria a bassa energia.  

CERN Media Update:

https://home.cern/news/news/physics/fresh-antimatter-study-alice-collaboration-will-help-search-dark-matter

Approfondimenti:

Measurement of the low-energy antideuteron inelastic cross section:

https://arxiv.org/pdf/2005.11122.pdf

(Anti-)Deuteron production in pp collisions at √ s = 13 TeV:

https://arxiv.org/pdf/2003.03184.pdf