di R. Bernabei, R. Cerulli
Per evidenziare la presenza delle WIMP nella nostra Galassia è possibile utilizzare la marcatura della modulazione annuale del tasso di conteggio in esperimenti di rivelazione diretta con apparati di sensibilità e prestazioni adeguate.
A causa del moto di rivoluzione della Terra attorno al Sole, che a sua volta si muove nella Galassia, il flusso delle WIMP che attraversano la Terra varia durante l’anno.
In particolare, il flusso è massimo in Giugno quando le velocità del Sole e della Terra nel sistema di riferimento della Galassia si sommano, mentre è minimo sei mesi più tardi, in Dicembre, quando tali velocità hanno verso opposto.
Pertanto il segnale rivelato dagli apparati sperimentali dovuto alle WIMP deve soddisfare alcuni requisiti molto stringenti:
1) deve avere un andamento modulato in accordo con una funzione cosinusoidale;
2) deve avere un periodo di un anno (tempo che impiega la Terra a compiere una rivoluzione completa);
3) deve essere massimo attorno al 2 Giugno e minimo nel mese di Dicembre;
4) deve essere presente in un determinato intervallo di bassa energia, dove le WIMP possono indurre rinculi nucleari;
5) deve coinvolgere - per ogni evento di WIMP - un solo rivelatore poiché la probabilità che una WIMP abbia interazioni in più rivelatori è minima;
6) deve presentare un’ampiezza di modulazione dell'ordine del 7% circa.
Non si conosce a tutt’oggi alcun fenomeno fisico, eccetto le WIMP, che dia un segnale con queste caratteristiche peculiari.
L'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare è attivamente impegnato da tempo nell'investigazione delle particelle costituenti la Materia Oscura dell'Universo; in particolare, l'esperimento DAMA, presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso, esplora la presenza di WIMP nell'alone galattico mediante lo studio della marcatura della modulazione annuale.