Wimp (fisica)

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WIMP, che sta per Weakly Interacting Massive Particle (particelle massive debolmente interagenti), indica un'ipotetica particella dotata di massa che interagisce debolmente con la materia normale solo tramite la gravità e la forza nucleare debole. È un acronimo utilizzato per indicare le caratteristiche di un possibile candidato di materia oscura non barionica.

La WIMP fa parte della materia esotica, e viene ipotizzata per spiegare parte della materia oscura fredda. Per "fredda" si intende materia oscura costituita da particelle che si sono disaccoppiate dall'equilibrio termico dell'Universo primordiale a regime non relativistico (particelle relativistiche, come ad esempio i neutrini, potrebbero costituire invece la materia oscura "calda")[1].

Le caratteristiche che devono avere le particelle candidate di materia oscura fredda sono le seguenti:

  • Devono essere massive. Infatti, per ragioni di compatibilità con le strutture che si osservano su larghissima scala, la specie che si cerca era non relativistica al momento del disaccoppiamento dall'equilibrio termico in cui si trovava l'Universo primordiale[2].
  • Interagenti con intensità e sezioni d'urto paragonabili a quella dell'interazione debole. Questo spiegherebbe il fatto che le WIMP non sono facilmente visibili e produrrebbero il corretto valore dell'abbondanza di materia oscura osservata, che è circa inversamente proporzionale alla sezione d'urto di annichilazione delle WIMP.

Particelle con tali caratteristiche e con particolari valori di massa e sezione d'urto rappresentano un buon candidato per spiegare l'abbondanza di materia oscura fredda. Tuttavia le WIMP non fanno riferimento ad una precisa teoria delle interazioni fondamentali. Sono necessarie motivazioni fisiche più profonde per spiegare l'esistenza di particelle con tali caratteristiche.

Non ci sono particelle WIMP nel Modello Standard della fisica delle particelle. Esistono diverse teorie fisiche che individuano l'esistenza di particelle con queste caratteristiche. In particolare ambito della Supersimmetria (un'estensione del Modello Standard della fisica delle particelle), in certi casi la particella supersimmetrica più leggera predetta è il neutralino, e in una classe di modelli supersimmetrici questa presenta le caratteristiche che cerchiamo in una WIMP, e si propone come candidato alla materia oscura fredda[1][3].

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b (IT) Multimedia Service - Operatore, Lo zoo oscuro, su www.asimmetrie.it. URL consultato il 30 maggio 2017.
    «Molti modelli di nuova fisica predicono al loro interno particelle che hanno le caratteristiche delle Wimp: un esempio molto studiato è il “neutralino”, presente nei modelli supersimmetrici».
  2. ^ (IT) Multimedia Service, Il lato oscuro dell'universo, su www.asimmetrie.it. URL consultato il 30 maggio 2017.
    «È proprio questa grande massa che fa sì che quando una Wimp si disaccoppia, nonostante la temperatura ancora elevatissima presente nell’Universo primordiale, esso abbia una velocità molto bassa, che è proprio quello che serve per ottenere una corretta formazione delle strutture.».
  3. ^ K. A. Olive, K. Agashe e C. Amsler, Review of Particle Physics, in Chin.Phys., C38, 2014, pp. 090001, DOI:10.1088/1674-1137/38/9/090001. URL consultato il 30 maggio 2017.
    «The currently best motivated WIMP candidate is, therefore, the lightest superparticle (LSP) in supersymmetric models».

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • Richard Panek, La maledizione del bambino, in L'universo oscuro, traduzione di Elena Bernacchi, Roma, Le Scienze, agosto 2011 [2011], pp. 219-228.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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