(22 novembre 1997)


E Macro resta in attesa
di Marta Cerù

In silenzio, sotto il Gran Sasso, Macro (Monopoles And Cosmic Rays Observatory) è costantemente all'erta, e con lui sono in attesa gli scienziati che sperano di poter riconoscere il passaggio degli ipotetici monopoli magnetici, originati durante i primi istanti di vita dell'universo. "Finora è stato visto un solo evento candidato a essere un monopolo: nel 1982, a Stanford, il fisico Blas Cabrera riuscì con una spira superconduttrice a osservare il passaggio di una di queste particelle. Ma purtroppo non c'è mai stata la conferma di un secondo evento. Dal punto di vista teorico sembra ragionevole prevedere l'esistenza di questi oggetti, ma è chiaro che se non si trovano vuol dire che non ci sono". A parlare è il fisico Vincenzo Patera che da anni si occupa dell'esperimento Macro come ricercatore dell'Università associato all'Infn. Galileo gli ha posto alcune domande.

Dottor Patera, perché è nato Macro?

"Innanzitutto occorre fare una distinzione tra i monopoli magnetici classici, previsti dalla teoria di Dirac, e i monopoli di Gut. I primi sarebbero particelle veloci e da sempre sono stati cercati con gli acceleratori di particelle. Ma c'è un problema: poiché in queste macchine si "sbatacchiano" oggetti per trasformare la loro massa in energia, se l'energia del centro di massa è troppo bassa per produrre i monopoli, non riusciremo mai a vedere direttamente questi oggetti. Macro è un esperimento nato per trovare, se esistono, i monopoli di Gut, cioè quelle particelle che sarebbero state prodotte nella transizione di fase che ha separato la forza forte da quella elettrodebole. Nel "bestiario" delle particelle elementari, questi oggetti sono sicuramente una delle cose più affascinanti da cercare: la loro scoperta sarebbe una conferma della teoria di grande unificazione che li genera, del modello del Big Bang e delle teorie inflazionarie, cioè quelle teorie che spiegano come si è espanso l'universo dopo l'esplosione iniziale. Il problema è che si ha a che fare con energie impossibili da riprodurre sulla Terra con qualsiasi acceleratore presente o futuro. Occorre quindi adottare strategie che prescindano dall'idea di creare monopoli, e Macro è una di queste. L'esperimento è progettato per vedere i raggi cosmici, cioè la pioggia di particelle che investe continuamente il nostro pianeta, nella speranza di trovare tra queste anche qualche monopolo".

E che probabilità ci sono?

"Purtroppo si tratta di particelle estremamente rare. Infatti la loro densità si sarebbe ridotta drasticamente nel corso dell'evoluzione dell'universo. Anche se valutarla è un problema ancora aperto, vi sono dei limiti che dicono che i monopoli presenti non possono essere più di un certo numero".

Per esempio?

"Il più importante è il limite di Parker, che è imposto dal campo magnetico galattico. Sappiamo che una carica elettrica viene accelerata in un campo elettrico succhiando energia al campo. Lo stesso succederebbe a una carica magnetica in un campo magnetico. Quindi se la densità di monopoli fosse troppo alta si noterebbe una riduzione del campo galattico che andrebbe a zero. Altri limiti sono quelli imposti dagli esperimenti stessi di rilevazione. Infatti se raccogliendo una certa quantità di dati non vengono visti monopoli, vuol dire che la loro densità è minore di un limite che si può calcolare. Tra gli esperimenti presenti, solo Macro, con anni di raccolta di dati, ha superato il limite teorico di Parker, trovando che la densità di monopoli, se esistono, è più bassa di quella imposta dall'esistenza del campo magnetico galattico".

Quali sono le caratteristiche di Macro?

"Si tratta di un esperimento che copre una zona lunga 110 metri, larga 12 e alta 9 e che si basa su tre metodi diversi per riconoscere il passaggio di particelle. E' in grado di vedere tutte le particelle che investono la terra provenendo dall'universo tra cui anche gli eventuali monopoli. Lo schermo del Gran Sasso, circa mille metri di roccia ricoprono la galleria in cui si trova, assorbe gran parte delle particelle eliminando il rumore di fondo, costituito dai raggi cosmici, sempre presente in questo tipo di esperimenti".