La Terra come rivelatore di materia oscura: i nuovi esperimenti che stanno cambiando le regole del gioco

Separatamente, un team guidato da Atsushi Nishizawa (Università di Hiroshima) ha proposto di cercare la materia oscura sotto forma di assioni monitorando le fluttuazioni del campo magnetico terrestre a frequenze ultra-basse, trattando l'ambiente magnetico naturale della Terra come mezzo di rivelazione . Quando gli assioni con masse comprese tra 1×10⁻¹⁵ eV e 1×10⁻¹³ eV attraversano la Terra, la teoria prevede che interagiscano con il campo geomagnetico globale, generando onde elettromagnetiche rilevabili .

Il Giappone è anche all'avanguardia nella rivelazione basata su minerali. Il terzo convegno "Mineral Detection of Neutrinos and Dark Matter" (MDνDM'25) si è tenuto a Yokohama nel maggio 2025, ospitato da JAMSTEC, concentrato sull'uso di depositi minerali come rivelatori di particelle naturali a lunga esposizione .

Lo stato della MOND: la principale alternativa alla materia oscura affronta nuovi test

La Dinamica Newtoniana Modificata (MOND) propone che la gravità si comporti diversamente a basse accelerazioni, eliminando la necessità di materia oscura invisibile . Prevede con successo le curve di rotazione delle galassie, ma evidenze recenti l'hanno messa significativamente in discussione:

• Uno studio del maggio 2026 sulla dinamica della Via Lattea ha rilevato che i dati favoriscono fortemente la materia oscura rispetto ai modelli di gravità modificata (MOND e STVG), sfavorendo la MOND a >13σ e la STVG a >4σ . Questo rompe le precedenti degenerazioni tra struttura barionica e leggi gravitazionali .
• Una rianalisi del giugno 2026 dell'Ammasso Bullet ha rilevato che le osservazioni potrebbero ancora essere coerenti con un'alternativa senza materia oscura, ma se la materia oscura esistesse, sarebbe probabilmente in quantità minori di quanto si pensasse in precedenza .
• Una revisione del maggio 2025 ha concluso che la MOND spiega con successo le curve di rotazione delle galassie, ma fallisce sulle scale degli ammassi di galassie . Il problema più serio è che gli ammassi di galassie mostrano una discrepanza di massa residua anche quando analizzati usando la MOND .
• Uno studio separato del 2025 sulle galassie nane ha rilevato che le previsioni della MOND non riescono a riprodurre il comportamento osservato, mentre i modelli di materia oscura spiegano naturalmente i dati .

Il consenso scientifico prevalente rimane che la materia oscura è favorita rispetto alla gravità modificata come spiegazione per l'intera gamma di dati cosmologici e astrofisici .

Nuovi progetti di rivelatori: DELight a Heidelberg

Nell'aprile 2026, la Fondazione Tedesca per la Ricerca (DFG) ha approvato un finanziamento di 5,3 milioni di euro per l'esperimento DELight — una ricerca diretta di materia oscura leggera utilizzando elio-4 superfluido come materiale bersaglio . Il consorzio è guidato dall'Università di Heidelberg, con partner al KIT (Karlsruhe) e all'Università di Friburgo .

DELight si concentra su particelle con massa molto bassa come candidati per la materia oscura, ha spiegato la professoressa Kathrin Valerius . Il rivelatore utilizza elio superfluido ultra-freddo strumentato con microcalorimetri magnetici a grande area (LAMCAL), ottimizzati per rilevare particelle di materia oscura a massa molto bassa che produrrebbero depositi di energia infinitesimi . L'elio offre diversi vantaggi: la sua bassa massa nucleare e la purezza radioattiva intrinseca lo rendono ideale per esperimenti a bassa soglia e consente progetti di rivelatori scalabili .

Anche il gruppo di ricerca OMNIA presso l'Istituto Max Planck di Fisica Nucleare (MPIK) di Heidelberg è attivo nella ricerca della materia oscura attraverso microlensing ed esperimenti di astroparticelle .

L'esperimento FASER al CERN: spingere i confini della ricerca sui fotoni oscuri

L'esperimento FASER (Forward Search Experiment) al Large Hadron Collider continua a produrre risultati. Nell'aprile 2026, ha riportato nuove ricerche di fotoni oscuri utilizzando 177 fb⁻¹ di dati di collisione protone-protone dal Run 3 di LHC . I fotoni oscuri sono ipotetici mediatori di un "settore oscuro" nascosto che potrebbe spiegare la materia oscura .

La nuova ricerca di FASER utilizza i dati raccolti tra il 2022 e il 2024, corrispondenti a una luminosità integrata di 177 fb⁻¹ a un'energia del centro di massa di 13,6 TeV . Il limite osservato esclude fotoni oscuri con masse comprese tra circa 10 e 150 MeV e accoppiamenti dell'ordine di 10⁻⁵–10⁻⁴, escludendo una parte dello spazio dei parametri cosmologicamente valido . La newsletter EP-News del CERN ha evidenziato nel giugno 2026 che FASER ha aperto nuove finestre sia sui settori oscuri che sulla fisica dei neutrini a scala TeV .

Il quadro generale

Il campo si muove su più fronti: rivelatori naturali su scala terrestre (Giappone), nuovi esperimenti criogenici dedicati (DELight a Heidelberg), ricerche di settori oscuri basate su collisionatori (FASER al CERN) e una continua tensione tra il paradigma della materia oscura e le alternative di gravità modificata. La rivelazione diretta non ha ancora trovato la materia oscura, ma la sensibilità degli esperimenti sta migliorando rapidamente . I rivelatori di prossima generazione come DarkSide-20k, DARWIN/XLZD e PandaX-xT sono nelle fasi di progettazione, R&S o costruzione .