Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Materia Oscura un test

Questo articolo è scritto come complemento del precedente articolo
"Materia oscura una realtà 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.
Darò una descrizione degli elementi essenziali della strumentazione
e delle procedure che permettano di comprendere il lavoro di ricerca svolto.
Poichè la materia oscura è 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 è 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 poichè con l'uso di un contatore
era possibile ottenere una indicazione numerica che poteva essere elaborata
e analizzata. Realizzato lo strumento (tubo geiger più contatore) questo è
stato utilizzato per tutte le prove.
Il successo delle prove è 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 gravità 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'intensità e la durata del fenomeno.
La ragione di questa disparità è evidente: quando il tubo geiger è
in posizione orizzontale la sezione del tubo esposta all'azione della
materia oscura catturata dalla gravità terrestre (quando questa assume una
penetrazione verticale ma non sempre questo avviene) è maggiore di un
fattore
di 3,5 nei confronti della sezione del tubo in orientamento verticale.
In assenza di materia oscura la radioattività ambientale è a livello diffuso
e la somma dei conteggi orizzontale/verticale sul lungo periodo è
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 velocità di conteggio
2) Il tubo geiger che rappresenta l'elemento sensibile viene usato in forma
   differenziale
3) Il conteggio di base del tubo geiger è quello prodotto dalle radiazioni
   ambientali.
L'indicazione di intensità è 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 è 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 è 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 è stato descritto nell'articolo "materia oscura una realtà fisica".
In realtà la realizzazione di queste misure richiede una notevole esperienza
nelle misure di laboratorio poichè 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

 degli elettroni.
Scusa, ma a me sembra che sia questo il punto fondamentale, ma non ci dice
perchè dovrebbe essere l'unico parametro modificale...
Su che basi? Applicando che modello?
Altrimenti non sono che misure apparentemente casuali... perchè ricollegarle
alla materia oscura?
Ruggero

 ha scritto nel messaggio
news:euIdb.10778$Zh....@tornado.fastwebnet.it...

Caro Ruggero
Logicamente se come sostengono alcuni fisici la materia oscura è un qualcosa
di completamente diverso dalla materia barionica (tesi che io condivido)non
potevo applicare alcun modello
poichè quelli che io conosco sono applicabili solamente alla materia
barionica.
Secondo le teorie di alcuni fisici la materia oscura è rappresentata da un
flusso  di alcuni milioni di particelle per centimetro quadro con velocità
dell'ordine di centinaia di kilometri al secondo.Ritengo che l'unico
elemento della materia barionica influenzabile da un flusso di materia
oscura sia l'elettrone per la sua massa ridotta e la grande mobilità.
Inoltre i suoi moti all'interno della materia (rumore statistico o rumore
Johnson) possono essere misurati e quantificati.
Non esiste (che io conosca)nella materia barionica un'altro elemento con
queste caratteristiche. La materia oscura non interagisce con la materia
barionica e non può modificare le orbite degli elettroni che sono parte di
un atomo. Ma può influenzare i moti degli elettroni liberi che determinano
il rumore statistico allo stesso modo in cui in chimica ad esempio un
catalizzatore può controllare una reazione tra sostanze diverse pur senza
prendere parte alla reazione stessa. Le prove effettuate e i risultati
raggiunti hanno dimostrato che questa visione del problema era corretta.
Occorre eseguire molte misure per identificare i fattori di errore ed
ottenere dei risultati ripetibili ed affidabili.
Questo perchè la misura è una misura di laboratorio ma è rivolta ad un
soggetto astronomico: le onde di materia oscura che provengono dal cosmo.
Saluti
Giovanni i1dkg

sensibilmente uguale.
Come fa un qualunque volumetto infinitesimo di tubo geiger
a sapere com'e` orientato il tubo? Potrebbe saperlo se la
materia oscura di cui parli interagisse *fortemente* con la
materia del tubo, al punto che una parte del tubo facesse
"ombra" al resto, altrimenti non vedo proprio che differenza
potrebbe fare.
Tanto per fare un esempio, negli esperimenti sugli
sfuggentissimi neutrini la forma e l'orientamento del
rivelatore non hanno alcuna influenza sulla frequenza degli
eventi; conta solo la sua massa.
Ciao
Paolo Russo

 Paolo Russo
Caro Paolo Russo
Apprezzo il tuo intervento che mi permette di spiegare come prima di
iniziare le ricerche sia stato eseguito un test funzionale della
strumentazione.Questa prova effetuata usando una sorgente radioattiva
esterna ha dimostrato che il funzionamento differenziale del tubo
geiger era quello previsto.
Quando successivamente si passņ alla ricerca i risultati ottenuti
confermarono il risultato del test funzionale che era stato eseguito
in precedenza.
Le perplessitą e le domande che tu mi poni hanno certamente una
risposta ma allo stato attuale della ricerca solo alcune domande hanno
trovato una soluzione.
Ciao
Giovanni i1dkg