Dark matter: oscura sì, ma non leptofilica

[Red Hanuman]

Su Science e Physical Review Letters i nuovi risultati ottenuti dalla collaborazione dell'esperimento Xenon100, in funzione ai Laboratori del Gran Sasso dell'INFN: mettono in discussione per la prima volta una varietà di modelli finora accreditati come possibili spiegazioni della materia oscura...
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[Gaetano M.]

Red, ma questo vorrebbe dire che la materia oscura, mantenendo questa variazione stagionale, sarebbe trascinata dal Sole nel suo spostamento nella Galassia? Perlomeno questa è l'ipotesi dell'esperimento?

[bertupg]

@Gaetano M.: se ho capito bene, non è tanto il sole che "trascina" la materia oscura, ma che sommando la velocità di rivoluzione dell'intero sistema solare intorno al centro galattico (che è pressoché costante, e nello stretto arco di tempo delle misure approssimabile ad un moto rettilino uniforme) alla velocità di rivoluzione della Terra intorno al sole (che inverte direzione nell'arco di 6 mesi), si ottiene una variazione stagionale del moto della Terra rispetto al suddetto alone di materia oscura, e quindi la frequenza degli eventi misurati.
Ma si tratta solo di mie supposizioni. Attendiamo le delucidazioni di @Red Hanuman in merito...

[Red Hanuman]

Red, ma questo vorrebbe dire che la materia oscura, mantenendo questa variazione stagionale, sarebbe trascinata dal Sole nel suo spostamento nella Galassia? Perlomeno questa è l'ipotesi dell'esperimento?

No, assolutamente. Se l'alone di materia oscura esiste, deve essere solcato dalla Terra nel suo movimento, in direzioni opposte a seconda del periodo dell'anno. E questa differenza potrebbe essere percepita dai rilevatori di Xenon100. Il Sole, date le premesse, dovrebbe avere poca influenza sulla DM.

[bertupg]

[...] in direzioni opposte a seconda del periodo dell'anno. [...]

Boh, credo che il moto del Sole (e di tutto il sistema solare insieme a lui) non sia trascurabile. Infatti nell'articolo si parla di minimi e di massimi: ho effettuato una breve ricerca e, se le fonti che ho trovato sono attendibili, si parla di circa 100.000 km/h per la velocità di rotazione della terra, e di circa 900.000 km/h (o un po' meno) per la velocità del sistema solare intorno al centro galattico. Quindi quest'ultima componente rimane sempre comunque dominante, rispetto alla prima.

[Gaetano M.]

Grazie @bertupg, hai chiarito bene il mio dubbio.

[Enrico Corsaro]

Questo lavoro è molto valido. Per la prima volta mi pare di leggere i risultati di un esperimento che stia realmente e chiaramente vincolando per ciò che la DM non è.

Ha detto bene il caro Red.
Il punto non è la velocità del sistema solare (e dunque del Sole) nel moto intorno al centro galattico, che di per sè rappresenta un livello di fondo del moto e dunque del tasso di segnale che possiamo ricevere (praticamente costante nell'arco di una vita umana). Quello che permette l'esperimento in questo caso è unicamente la variazione relativa rispetto a questo livello di fondo, e cioè legata al moto di rivoluzione terrestre intorno al Sole, che produce una componente di moto che si inverte diametralmente nel semianno tra dicembre e giugno rispetto a quella del semianno tra giugno e dicembre. Ecco perchè i picchi di intensità sono rivelati a giugno e a dicembre, proprio quando la fase si inverte.

[Red Hanuman]

Caro @Enrico Corsaro, siamo tornati all'etere luminifero....

[Enrico Corsaro]

Effettivamente sembra dare proprio questa idea

[bertupg]

@Red Hanuman, @Enrico Corsaro.

Non nego assolutamente la validità e l'importanza di questi risultati, tutt'altro.

Però, visto che è stata sollevata la questione, credo sia interessante approfondirla, perché credo che vi sfugga qualcosa.

La componente di velocità del sistema solare intorno alla via lattea non è affatto ininfluente, anzi, è determinante per determinare questa variazione stagionale, e cercherò di spiegarne il motivo.

Si presuppone innanzitutto che le WIMP abbiano un moto "caotico", e per tanto l'alone di materia oscura sia mediamente "fermo", e la galassia "ruoti" al suo interno. (Questo non lo dico io, mi sembra sia comunemente dato per assodato)

Ora, a meno che lo Xeneon100, oltre a energia e frequenza non rilevi anche la direzionalità delle interazioni (cosa di cui dubito), per rilevare delle variazioni stagionali, è necessario che la velocità della Terra relativa all'alone vari non solo in direzione ma anche in modulo, e questo può avvenire solo se esiste una velocità relativa tra il centro dell'orbita terrestre (il sole) e il suddetto alone.

Un po' come avviene in automobile durante la pioggia: la frequenza con cui le gocce battono sul vetro aumenta se accelero e diminuisce se decelero, ma se mi metto a girare in una rotonda, non mi accorgerò di alcuna variazione tra un lato e l'altro della stessa.