Nuovi risultati dell’esperimento Padme nella ricerca della particella X17

La collaborazione scientifica dell’esperimento PADME ha presentato, nel corso di un seminario che si è tenuto oggi, 15 aprile 2025, ai Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN, i risultati dell’analisi dei dati raccolti nel 2022 durante la terza fase di presa dati (run3). L’analisi presenta un risultato promettente nella ricerca della particella ipotetica nota come X17.

Nel 2022 PADME ha raccolto dati mirati a verificare l’esistenza di una nuova particella con massa di circa 17 MeV/c², proposta per spiegare alcune anomalie osservate in un esperimento di fisica nucleare condotto presso il laboratorio ATOMKI di Debrecen, in Ungheria, e battezzata proprio “X17”. Grazie a oltre 500 miliardi di collisioni, analizzate con tecniche statistiche avanzate in un lavoro durato quasi tre anni, i ricercatori e le ricercatrici hanno individuato un eccesso in corrispondenza della massa indicata dall’esperimento di ATOMKI. Il segnale osservato presenta una significatività statistica di 2 sigma: un’indicazione interessante, ma non ancora conclusiva, che guiderà la nuova campagna di acquisizione dati prevista a breve. Con ulteriori dati e con un potenziamento dell’apparato sperimentale, la collaborazione PADME punta a chiarire se l’eccesso osservato sia effettivamente dovuto alla produzione della tanto cercata particella X17 o se si tratti di una semplice fluttuazione statistica. La particella X17 è anche oggetto di studio di altri esperimenti, come MEG II, installato presso il Paul Scherrer Institut (PSI) in Svizzera, che nel novembre 2024 ha stabilito un nuovo limite.

PADME, acronimo di Positron Annihilation into Dark Matter Experiment, è un esperimento dei Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN. Vi collaborano anche la sezione INFN di Roma, i Dipartimenti di Fisica di Sapienza Università di Roma, dell’Università di Sofia e l’Università della California UC Irvine. Il suo obiettivo principale è la ricerca di segnali di nuove particelle, candidate a costituire la misteriosa materia oscura. Per raggiungerlo, PADME sfrutta le collisioni tra positroni, le antiparticelle degli elettroni, e gli elettroni di un sottilissimo bersaglio di diamante.

“I risultati pur non conclusivi sono molto interessanti, anche grazie alla qualità dei dati raccolti e all’eccellente lavoro della collaborazione, specialmente dei nostri giovani studenti e ricercatori, con il contributo di numerosi fisici teorici e il supporto della divisione acceleratori dei Laboratori Nazionali di Frascati.  Siamo entusiasti di iniziare un nuovo run per registrare altri dati, con un rivelatore migliorato e una collaborazione più forte, grazie all’innesto di colleghi esperti delle sezioni INFN di Roma, Napoli e LNF”, dichiara Venelin Kozhuharov, professore all’Università di Sofia e associato all’INFN, portavoce di PADME.