Materia oscura 2026: l’esperimento GLASS al Gran Sasso
La materia oscura costituisce il 27% di tutto ciò che esiste nell’universo, eppure è invisibile ai nostri occhi — e a qualsiasi telescopio mai costruito. Non emette luce, non riflette radiazioni, si rivela solo attraverso la forza di gravità che esercita sulla materia ordinaria. Nella primavera del 2026, ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN, il nuovo esperimento GLASS ha avviato le operazioni con l’obiettivo di rilevarla direttamente per la prima volta.
I Laboratori del Gran Sasso — sepolti a 1.400 metri sotto le montagne abruzzesi — sono già il più grande laboratorio di fisica sotterranea al mondo. La roccia sovrastante svolge una funzione precisa: schermare i rivelatori dai raggi cosmici che bombardano costantemente la superficie terrestre, eliminando il “rumore di fondo” che renderebbe impossibile individuare il segnale debolissimo di una particella di materia oscura.
GLASS si affianca ad altri esperimenti storici dello stesso sito come XENON1T e COSINUS, tutti orientati allo stesso obiettivo: rilevare una delle particelle candidate più accreditate, le WIMP — acronimo di Weakly Interacting Massive Particles, cioè particelle massicce debolmente interagenti. Nonostante decenni di ricerche e strumenti sempre più sofisticati, nessun esperimento al mondo ha ancora catturato una WIMP in modo definitivo.
Cos’è la materia oscura: il mistero che pesa su tutto l’universo
La prova dell’esistenza della materia oscura non viene dall’osservazione diretta, ma dai suoi effetti gravitazionali. Le galassie ruotano troppo velocemente: se contenessero solo la materia visibile, il loro moto centrifugo le disintegrerebbe. Qualcosa di invisibile le tiene insieme. Quel qualcosa, secondo i modelli cosmologici oggi più accreditati, costituisce circa l’85% della massa totale dell’universo e il 27% del suo bilancio massa-energia complessivo.
Per dare una scala: se tutto l’universo visibile — stelle, pianeti, galassie, gas interstellare — fosse un iceberg, la materia oscura sarebbe la parte sommersa, cinque volte più grande di ciò che emerge dall’acqua. Eppure non sappiamo cosa sia. Le WIMP sono la candidata principale: particelle centinaia di volte più pesanti di un protone che interagiscono con la materia ordinaria solo attraverso la forza nucleare debole, rendendo il loro rilevamento straordinariamente difficile. Un’altra candidata è il bosone assionico, molto più leggero e altrettanto sfuggente.
«I Laboratori del Gran Sasso rappresentano il luogo ideale al mondo per questo tipo di esperimenti. Il chilometro di roccia sovrastante equivale a 3.000 metri d’acqua come schermatura dai raggi cosmici.»
— Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Laboratori Nazionali del Gran Sasso
Come funziona GLASS: il rilevatore di materia oscura che cerca l’invisibile
L’esperimento GLASS utilizza un composto organico liquido combinato con acqua come massa sensibile per l’interazione con le particelle di materia oscura. Se una particella di materia oscura interagisce con il rivelatore — anche una sola volta — produce un segnale luminoso minuscolo ma misurabile. I fotomoltiplicatori dell’esperimento sono progettati per captare anche singoli fotoni. Il sistema di schermatura del Gran Sasso riduce il rumore di fondo a livelli altrimenti irraggiungibili in qualsiasi laboratorio in superficie.
La tecnica di rilevazione si basa su un meccanismo fisico innovativo legato alla rottura spontanea di simmetria, che prevede l’esistenza di un nuovo numero quantico associato alle particelle di materia oscura. Questo approccio si distingue da quello di XENON1T, che usava xenon liquido ultra-puro, e di COSINUS, che utilizza cristalli di ioduro di sodio. La diversità metodologica è un punto di forza: più tecniche diverse cercano lo stesso segnale, minore è il rischio di un falso negativo sistematico.
La caccia non è confinata al sottosuolo. Sul fronte spaziale, missioni come la sonda Euclid dell’ESA stanno mappando la distribuzione della materia oscura su scala cosmica studiando la deformazione della luce delle galassie lontane (lensing gravitazionale). Approcci a terra e nello spazio sono complementari: i rivelatori sotterranei cercano la singola particella, i telescopi spaziali ne misurano gli effetti su miliardi di galassie. La ricerca italiana è ben rappresentata anche da progetti come l’Einstein Telescope e il congresso SAIt 2026, che ampliano gli strumenti a disposizione della fisica fondamentale.
Perché è così difficile trovare la materia oscura
Il paradosso della caccia alla materia oscura è che stiamo cercando qualcosa che per definizione non vuole interagire con noi. Una WIMP potrebbe attraversare la Terra intera senza lasciare traccia alcuna. Gli esperimenti come GLASS cercano l’eccezione rarissima: quella particella che, una volta ogni milioni di eventi, decide di “bussare” a un nucleo atomico del rivelatore. Per questo motivo i rivelatori devono essere enormi, purissimi e schermati al massimo.
Nessuno dei grandi esperimenti precedenti ha ancora rilevato una WIMP in modo definitivo, anche se alcuni hanno posto limiti sempre più stringenti sulle proprietà di queste particelle. Ogni risultato negativo, paradossalmente, restringe il campo delle possibilità e guida i teorici verso modelli alternativi. È scienza nel suo stato più puro: la ricerca sistematica dell’ignoto con gli strumenti più sofisticati mai costruiti dall’umanità, con la consapevolezza che la risposta potrebbe essere ancora lontana — o a portata di esperimento. Per inquadrare GLASS nel contesto delle altre frontiere della ricerca, può essere utile consultare le frontiere della fisica nel 2026 e gli sviluppi recenti sulle onde gravitazionali rilevate da Virgo. Anche altre discipline mostrano come un’ipotesi affascinante possa cadere di fronte ai dati: è il caso de lo studio sullo Younger Dryas, che ridimensiona l’origine extraterrestre del platino nei ghiacci.
Domande frequenti
Cos’è la materia oscura in parole semplici?
È una forma di materia che non emette né assorbe luce, rilevabile solo attraverso la forza gravitazionale che esercita sulla materia visibile. Costituisce circa l’85% della massa totale dell’universo. Non sappiamo ancora di cosa sia fatta: le ipotesi più accreditate sono le particelle WIMP e gli assioni.
Perché i Laboratori del Gran Sasso sono ideali per questi esperimenti?
La roccia sovrastante — equivalente a 3.000 metri d’acqua come schermatura — riduce il flusso di raggi cosmici di un milione di volte rispetto alla superficie terrestre. Questo elimina quasi completamente il rumore di fondo che renderebbe impossibile rilevare il segnale debolissimo di una particella di materia oscura.
Cosa sono le WIMP?
WIMP è l’acronimo di Weakly Interacting Massive Particles (particelle massicce debolmente interagenti). Sono la candidata principale per costituire la materia oscura: centinaia di volte più pesanti di un protone, interagiscono con la materia ordinaria solo attraverso la forza nucleare debole, il che le rende quasi impossibili da rilevare direttamente.
Quando potremmo avere una risposta definitiva sulla materia oscura?
Non è possibile stimarlo con certezza. I risultati di GLASS e degli altri esperimenti in corso al Gran Sasso potrebbero arrivare nei prossimi anni. Ogni risultato negativo non è un fallimento: restringe i modelli teorici e avvicina la fisica a una risposta. La scoperta diretta della materia oscura sarebbe considerata uno dei risultati scientifici più importanti del XXI secolo.
Questo articolo è stato scritto dalla redazione di Info Pratica e verificato su fonti ufficiali e attendibili (istituzioni, enti pubblici, studi ed esperti citati nel testo). Scopri come lavoriamo nella pagina Redazione.
