La fisica fondamentale è vincolata dalle osservazioni recenti Una maggiore precisione relativa alle misurazioni della radiazione cosmica di fondo ha aperto la strada per testare estensioni del modello stabilito in quanto alla formazione della struttura nell’universo primordiale. Tra le possibili estensioni, la più rilevante per la fisica delle particelle riguarda l’energia oscura e la materia oscura. Ricerca di base Spazio © CSKN, Shutterstock Le misurazioni delle anisotropie relative alla radiazione cosmica di fondo sono particolarmente rilevanti, e le misurazioni di precisione più elevate sono quelle del satellite Planck dell’Agenzia spaziale europea (ESA). Inoltre, le osservazioni delle sonde complementari prevedono controlli di consistenza e definizione di vincoli più forti riguardo ai modelli cosmologici. Questa possibilità ha attirato un’attenzione significativa dal momento che i risultati potrebbero indicare la presenza di nuova fisica oltre il modello standard del big bang. La ricerca nell’ambito del progetto DEBAO (The dark energy imprint on the baryon acoustic oscillations), finanziato dall’UE, ha concentrato i propri sforzi in questa direzione. Un modello completo dell’universo primordiale dovrebbe includere una descrizione delle deviazioni dall’omogeneità, almeno in modo statistico. Alcune delle sonde più potenti in relazione ai descrittori statistici sono derivate dall’evoluzione delle perturbazioni. Il loro studio è pertanto collegato alla determinazione dei parametri cosmologici. Gli scienziati del progetto DEBAO hanno cercato di descrivere le perturbazioni utilizzando descrittori statistici come gli spettri di potenza relativi a materia e radiazione. A tale fine, sono state combinate le osservazioni del programma BOSS (Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey) e del satellite Planck, sostenendo con forza la teoria dell’inflazione come origine delle strutture cosmiche. Non è ancora stato stabilito se le perturbazioni osservate derivano da fluttuazioni dei campi magnetici che guidano l’inflazione cosmica o da una fonte diversa. Gli scienziati hanno analizzato il modello più semplice di curvaton presumendo la presenza di un secondo campo scalare presente durante l’inflazione cosmica. L’analisi del progetto DEBAO ha compreso entrambi i casi in cui i meccanismi di inflazione e curvaton offrono contributi alle perturbazioni osservabili e dove il curvaton promuove un periodo aggiuntivo di inflazione. Gli scienziati hanno considerato sia lo spettro di potenza sia osservabili di non-gaussianità per raffinare i vincoli nel modello di spazio parametrico. Inoltre, è stato studiato il possibile decadimento della particella inflatone, alla quale è stata attribuita l’inflazione dell’universo passando a particelle curvaton in un universo termalizzato e perturbato. I risultati hanno ricevuto notevole attenzione dalla comunità scientifica, la quale ha studiato la sovrapposizione fra cosmologia e fisica delle particelle. Parole chiave Radiazione cosmica di fondo, energia oscura, satellite Planck, DEBAO, curvaton
