Materia Oscura un test

From: Giovanni i1dkg <i1dkg_at_inrete.it>
Date: Wed, 24 Sep 2003 20:37:21 +0200

Questo articolo � scritto come complemento del precedente articolo
"Materia oscura una realt� fisica" (postato il 01-09-03) esso accoglie
le richieste di alcuni appartenenti al newsgroup it.scienza.fisica che
interessati all'rgomento "materia oscura" hanno richiesto notizie sulla
strumentazione usata per giungere ad identificare la presenza della
materia oscura in laboratorio e la sua manifestazione nella forma di onde.
Dar� una descrizione degli elementi essenziali della strumentazione
e delle procedure che permettano di comprendere il lavoro di ricerca svolto.
Poich� la materia oscura � un soggetto ignoto non sono possibili misure
assolute ma solamente misure comparative. Il loro risultato dipende dalla
strumentazione usata e dalla procedura applicata.
Dalle ricerche effetuate nei vari laboratori di fisica risulta che
apparentemente la materia oscura non interagisce con la materia barionica
e i normali rivelatori di particelle sono per ora inefficaci.
L'unica via per ottenere la conferma della sua presenza � quella di
effettuare una misura indiretta utilizzando parametri della materia
barionica presente in laboratorio eventualmente modificati dall'azione
della materia oscura.
Dopo alcune ricerche ho ritenuto che l'unico parametro eventualmente
modificabile dall'azione della materia oscura era il rumore statistico
degli elettroni. Le prove eseguite esaminando il rumore di fondo di un
tubo elettronico hanno dato delle indicazioni positive ma molto variabili.
Il risultato finale di queste prove ha dimostrato che i risultati migliori
si ottenevano utilizzando un tubo geiger poich� con l'uso di un contatore
era possibile ottenere una indicazione numerica che poteva essere elaborata
e analizzata. Realizzato lo strumento (tubo geiger pi� contatore) questo �
stato utilizzato per tutte le prove.
Il successo delle prove � determinato non solo dalla strumentazione ma
sopratutto dalla procedura d'uso. Infatti sul display dello strumento
compare il numero di conteggio degli impulsi del tubo geiger ma questo
numero deve essere correlato alla presenza o meno della materia oscura.
Nella ricerca della materia oscura catturata dalla gravit� terrestre lo
strumento viene orientato in modo tale che il tubo geiger si trovi in
posizione orizzontale. Dopo un tempo prestabilito si controlla li numero
di conteggi effetuati. Lo strumento viene quindi orientato in modo tale
che il tubo geiger assuma una posizione verticale e dopo un tempo uguale
alla fase precedente si ripete il controllo del conteggio. Questa procedura
viene ripetuta per un priodo di sessanta/novanta minuti con dei cicli di
conteggio di circa due minuti. Sommando tutti i conteggi orizzontali e
succesivamente quelli verticali.
la presenza della materia oscura produce una differenza di conteggio
superiore
del sei/trenta per cento sulle letture effetuate in orizzontale nei
confronti delle letture eseguite in verticale permettendo di valutare
l'intensit� e la durata del fenomeno.
La ragione di questa disparit� � evidente: quando il tubo geiger �
in posizione orizzontale la sezione del tubo esposta all'azione della
materia oscura catturata dalla gravit� terrestre (quando questa assume una
penetrazione verticale ma non sempre questo avviene) � maggiore di un
fattore
di 3,5 nei confronti della sezione del tubo in orientamento verticale.
In assenza di materia oscura la radioattivit� ambientale � a livello diffuso
e la somma dei conteggi orizzontale/verticale sul lungo periodo �
sensibilmente uguale.
Come risulta chiaro la misura si basa su tre fattori fondamentali:
1) La materia oscura modifica il rumore statistico degli elettroni
   nel contatore geiger e incrementa la velocit� di conteggio
2) Il tubo geiger che rappresenta l'elemento sensibile viene usato in forma
   differenziale
3) Il conteggio di base del tubo geiger � quello prodotto dalle radiazioni
   ambientali.
L'indicazione di intensit� � data dalla maggiore o minore differenza tra le
letture orizzontale/verticale intese come valore medio delle letture a breve
periodo.
L'indicazione di periodo delle onde di materia oscura � fornita dal tempo
in cui i conteggi orizzontali rimangono a un valore medio superiore a
quelli verticali.
Con l'uso di un computer e un programma di office � possibile ricavare un
diagramma chr evidenzia il comportamento delle due componenti di misura.
Questi diagrammi si sono rivelati fondamentali per l'interpretazine dei
risultati.Questa descrizione chiarisce i concetti che sono alla base di
quanto � stato descritto nell'articolo "materia oscura una realt� fisica".
In realt� la realizzazione di queste misure richiede una notevole esperienza
nelle misure di laboratorio poich� numerose fonti di disturbo tendono ad
alterare i risultati delle prove. Queste fonti di disturbo e alcuni aspetti
della ricerca sono descritti nell'articolo citato.

Saluti

Giovanni i1dkg
Received on Wed Sep 24 2003 - 20:37:21 CEST