Di Pesach Benson • 15 settembre 2026

Jerusalem, 15 settembre 2026 (TPS-IL) — Un team di scienziati israeliani, italiani e croati ha identificato tre materiali esistenti che potrebbero rendere le future ricerche di alcune delle forme più leggere di Materia Oscura fino a 1.000 volte più sensibili rispetto ai metodi attuali.

La materia oscura è una sostanza invisibile che gli scienziati ritengono costituisca circa l’85% di tutta la materia nell’universo. Non può essere vista perché non emette, assorbe o riflette luce, ma la sua presenza viene rilevata indirettamente attraverso la sua attrazione gravitazionale su galassie e altre strutture cosmiche. Nonostante decenni di ricerche, nessun esperimento ha mai rilevato direttamente una particella di materia oscura.

Il nuovo studio, pubblicato sulla rivista peer-reviewed Physical Review Letters, non afferma di aver trovato materia oscura. Invece, utilizzando la modellazione computerizzata, i ricercatori hanno calcolato che tre materiali specializzati potrebbero rendere molto più facile per i futuri rivelatori captare i segnali energetici estremamente deboli che la materia oscura dovrebbe lasciare interagendo con la materia ordinaria.

Lo studio è stato condotto dalla Prof.ssa Yonit Hochberg e da Rotem Ovadia della Hebrew University di Jerusalem, dal Dr. Dino Novko dell’Istituto di Fisica in Croazia e dal Prof. Antonio Politano dell’Università degli Studi dell’Aquila nell’Italia centrale.

Materiali Insoliti, Sensibilità Insolita

I tre materiali sono noti come “materiali quantistici” — sostanze il cui comportamento elettrico è governato da effetti quantomeccanici, conferendo loro proprietà insolite utili per costruire rivelatori altamente sensibili. Essi sono: il diseleniuro di titanio, il rutenato di stronzio e il diamante che è stato chimicamente alterato (un processo chiamato “drogaggio con lacune”) per modificarne le proprietà elettriche.

Nessuno dei tre è nuovo o esotico da produrre — tutti possono già essere realizzati utilizzando tecniche di laboratorio esistenti.

Ciò che è nuovo è la scoperta, attraverso simulazioni al computer, che potrebbero essere insolitamente adatti a catturare una categoria particolarmente sfuggente di materia oscura: particelle molto più leggere di quelle che la maggior parte degli esperimenti esistenti sono progettati per rilevare.

Poiché le particelle più leggere depositano solo una minuscola quantità di energia quando colpiscono un rivelatore, sono molto più difficili da catturare — la maggior parte delle attrezzature attuali semplicemente non è abbastanza sensibile per notarle. I fisici spesso descrivono le masse delle particelle usando un’unità chiamata elettronvolt, e i ricercatori sono particolarmente interessati a particelle più leggere di circa un “megaelettronvolt” — circa un duemillesimo della massa di un protone, una delle particelle che compongono il nucleo di un atomo. Particelle così leggere sono considerate particolarmente difficili da rilevare con la tecnologia esistente.

Dei tre materiali, il diseleniuro di titanio ha prodotto i risultati più sorprendenti nelle simulazioni, potenzialmente migliorando la sensibilità del rivelatore da 100 a 1.000 volte rispetto ai materiali attualmente utilizzati nelle ricerche sulla materia oscura, a seconda della massa esatta della particella coinvolta. I ricercatori affermano che la chiave risiede nel modo in cui gli elettroni all’interno di questi materiali si muovono.

In determinate condizioni, gli elettroni in un materiale possono vibrare insieme in un modello coordinato simile a un’onda — un fenomeno che i fisici chiamano “plasmoni”. Queste minuscole vibrazioni collettive, suggerisce lo studio, potrebbero amplificare il segnale estremamente debole che una particella di materia oscura produrrebbe, rendendola più facile da rilevare.

Una “Bussola” per la Materia Oscura

I ricercatori hanno anche trovato qualcosa di potenzialmente utile per filtrare i falsi segnali: due dei materiali — il diseleniuro di titanio e il rutenato di stronzio — rispondono in modo diverso a seconda della direzione da cui arriva una particella di materia oscura.

Poiché la Terra ruota, l’angolo tra il rivelatore di un laboratorio e la direzione da cui ci si aspetta che provenga la materia oscura cambia nel corso della giornata. Se un rivelatore captasse effettivamente un segnale reale di materia oscura, quel segnale dovrebbe cambiare intensità secondo uno schema giornaliero prevedibile — agendo come una bussola che aiuta gli scienziati a distinguere una rilevazione genuina dal rumore di fondo o dagli allarmi falsi.

I ricercatori hanno sottolineato che i loro risultati sono previsioni teoriche basate su modellazione computerizzata in condizioni ideali, non una rilevazione effettiva di materia oscura. Il passo successivo sarebbe la costruzione di rivelatori reali utilizzando questi materiali per testare sperimentalmente le previsioni.

“I nostri risultati motivano l’esplorazione di questi e materiali simili come costituenti dei rivelatori di materia oscura (DM) di prossima generazione,” hanno scritto i ricercatori, aggiungendo che altri materiali quantistici, ancora non esaminati, potrebbero detenere un potenziale simile e inesplorato per la ricerca.