CERN: osservato lo spettro dell'antimateria per la prima volta

alpha cern
Una parte dell'esperimento ALPHA al CERN CERN/Niels Madsen

Gli scienziati del CERN di Ginevra hanno condotto per la prima volta nella storia l'osservazione dello spettro dell'antimateria. Per essere più precisi: di una riga dello spettro. Anzi, per essere ancora più precisi, di una "anti-riga" di un "anti-spettro" di antimateria. 

Come spiegato in un paper pubblicato su Nature, i ricercatori coinvolti sono riusciti per la prima volta a misurare la luce emessa da un atomo di antimateria, il che ha permesso di verificare come l'anti-idrogeno sia una riproduzione speculare del "normale" idrogeno. Prima di andare avanti, forse è bene spiegare bene il concetto del quale stiamo parlando.

Protagonista di vari film e libri, l'antimateria altro non è che quella materia composta di anti-particelle, ossia particelle dotate di carica e numeri leptonici e barionici opposti rispetto alla loro materia. In altre parole: è come la materia che si guarda in uno specchio, dove tutto è uguale ma all'inverso. 

I ricercatori del progetto ALPHA del CERN hanno quindi ottenuto la misurazione dello spettro ottico di un atomo di antimateria: si tratta di un risultato che per tanti anni è stato considerato una tappa fondamentale da raggiungere per provare ad aumentare la nostra conoscenza in questo campo.

"Utilizzare un laser per osservare la transizione in anti-idrogeno e compararla all'idrogeno per vedere se entrambi obbediscano alle stesse leggi della fisica è sempre stato un obiettivo chiave per la ricerca sull'antimateria", spiega Jeffrey Hangst, portavoce del progetto ALPHA.

Le ricerche in questo ambito non riguardano solamente quesiti teorici come quelli sull'origine dell'universo: gli studi in questo campo hanno infatti numerose ed importanti applicazioni pratiche. Tanto per fare un esempio, la tomografia ad emissioni di positroni è da anni una tecnica di imaging molto usata in ambito medico, e i positroni non sono altro che la "controparte" degli elettroni.

La difficoltà principale nello studio dell'antimateria è che quando questa viene a contatto con la materia si assiste al fenomeno dell'annichilazione: la particella e l'anti-particella si trasformano cioè in energia pura. Hangst ed il suo team per i loro studi utilizzano dei forti campi magnetici per intrappolare in un vuoto le anti-particelle: in questo modo è possibile mantenerle senza perderle per 15 minuti.

alpha cern L'esperimento ALPHA del CERN  Maximilien Brice/CERN

Il gruppo di ricerca del CERN è quindi riuscito a verificare ciò che le teorie in merito prevedono, ossia che gli atomi di anti-idrogeno dovrebbero comportarsi a parità di condizioni nello stesso modo degli atomi. E questo è esattamente ciò che per la prima volta è stato possibile verificare, colpendo l'anti-idrogeno con un laser.

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"Siamo davvero felicissimi di essere finalmente in grado di dire che l'abbiamo fatto", spiega Hangst. "Per noi è qualcosa di davvero grosso. In effetti, è qualcosa di grosso per chiunque: comprendere le proprietà dell'antimateria è qualcosa che potrebbe consentirci di comprendere l'universo, le sue origini e persino la nstra stessa esistenza nella forma che conosciamo.

Le teorie prevedono infatti che all'inizio dell'universo le quantità di materia ed antimateria dovessero essere le stesse, il che significa che le particelle avrebbero dovuto reciprocamente annichilirsi. "Ma qualcosa è accaduto, qualche piccola asimmetria che ha portato un po' della materia a sopravvivere"; afferma Hangst. E, semplicemente, non abbiamo alcuna buona idea al momento per spiegarlo".