La caccia all'assione: nuovi esperimenti, fisici chiave e lo stato d'animo della comunità scientifica

DMRadio: l'approccio a fasi di nuova generazione del MIT

La suite DMRadio è il piano a fasi del MIT per coprire le masse degli assioni al di sotto di 1 μeV. Tutte le fasi utilizzano lo stesso principio di base — un forte campo magnetico converte gli assioni in un segnale elettromagnetico rilevabile — ma con scala e sensibilità crescenti.

• DMRadio-50L — attualmente in costruzione a Stanford. Cercherà nel range 5 kHz – 5 MHz utilizzando un risonatore LC a elementi concentrati con un magnete toroidale e fungerà anche da banco di prova per sensori quantistici . La messa in servizio è in corso, con il sistema criogenico completo ora operativo e la raccolta dati che dovrebbe iniziare a breve .
• DMRadio-m³ — in fase di progettazione. È progettato per raggiungere i modelli di assioni QCD di riferimento KSVZ e DFSZ nell'intervallo 10–200 MHz (41 neV – 0,83 μeV) e sta preparando i piani esecutivi del progetto . Secondo un documento di progettazione del 2025, per raggiungere l'obiettivo scientifico primario di sensibilità agli assioni DFSZ tra 30 e 200 MHz sarebbe necessario un tempo di scansione live 3σ di 2,9 anni .
• DMRadio-GUT — un esperimento futuro a più lungo termine che mira all'assione QCD su scala GUT (100 kHz – 30 MHz) con sensibilità definitiva .
• DMRadio-Core — una nuova geometria proposta nel 2026 che utilizza un solenoide segmentato a foro stretto per ottimizzare la raccolta del segnale, riducendo l'energia magnetica immagazzinata pur preservando la sensibilità .

Jessica Fry: Da Broadway alla caccia all'assione

Jessica Fry è una candidata al dottorato in fisica del quinto anno presso il Laboratory for Nuclear Science del MIT, dove costruisce rivelatori specializzati per il programma DMRadio. Ha un background insolito: era una performer professionista a Broadway prima di passare alla fisica. Il MIT descrive la sua transizione come "dal palcoscenico di Broadway al Laboratory for Nuclear Science del MIT". Della caccia all'assione dice: "È un problema difficile. Ma è affrontabile. È una caccia divertente" . Fry è stata inserita nella lista Forbes 30 Under 30 – Science (2026) per il suo lavoro alla guida della ricerca della materia oscura . Ha pubblicato 10 articoli con quasi 200 citazioni .

BabyIAXO e l'Osservatorio Internazionale per gli Assioni (IAXO)

BabyIAXO è un "elioscopio per assioni" di stadio intermedio che cercherà assioni prodotti nel Sole. Utilizza un magnete dipolo superconduttore personalizzato — descritto dal coordinatore del progetto, il professor Matthias Schott dell'Università di Bonn, come "il più grande magnete dipolo mai costruito nella fisica delle particelle" . Il magnete è lungo 10 m con due fori del diametro di 70 cm, operato a circa -270°C e montato su una piattaforma mobile per seguire il Sole per 12 ore al giorno .

La Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) ha recentemente approvato un finanziamento di 6 milioni di euro attraverso il Cluster di Eccellenza "Color meets Flavor" presso le Università di Bonn, Siegen e Dortmund per costruire il sistema magnetico, che ora è entrato in fase di costruzione . BabyIAXO ha sede al DESY di Amburgo e testerà le tecnologie del magnete, dell'ottica e dei rivelatori per l'Osservatorio Internazionale per gli Assioni (IAXO) su scala reale, che avrebbe una sensibilità drammaticamente maggiore agli assioni solari .

Il panorama generale: cosa pensano davvero i fisici

Il campo è in rapida crescita e c'è un genuino ottimismo, ma parlare di scoperta "inevitabile" è più forte di quanto le prove supportino. Molteplici esperimenti — ADMX, CAPP, HAYSTAC, ABRACADABRA e altri — hanno costantemente ristretto lo spazio dei parametri consentiti. DMRadio-m³ e ADMX-EFR sono pronti a sondare i modelli di assioni QCD teoricamente più motivati (KSVZ e DFSZ) nei prossimi anni . Molti fisici coinvolti descrivono la caccia come un problema "affrontabile" con un segnale previsto distintivo . Tuttavia, nessun segnale di assione è stato ancora rilevato e la massa dell'assione potrebbe trovarsi in regioni che rimangono sperimentalmente difficili. L'umore è meglio descritto come ottimismo cauto — gli strumenti stanno finalmente arrivando che potrebbero scoprire l'assione o escluderlo definitivamente in un'ampia gamma di masse, il che sarebbe comunque un risultato importante.