RASSEGNA STAMPA
19 SETTEMBRE 2002
RASSEGNA STAMPA | 19 SETTEMBRE 2002 |
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Per la prima volta un gruppo di fisici
del Cern è riuscito a radunare raffreddandoli centinaia di migliaia di
anti-atomi
Hanno
creato una nube, fredda, che non ha mai solcato il cielo. Una nube effimera che il nostro universo,
probabilmente, non aveva mai conosciuto prima.
Costituita com'è da centinaia di migliaia di atomi di una materia
diversa da quella ordinaria. Una nube
di antimateria. Loro, i creatori, sono
il gruppo internazionale dei 39 fisici che al Cern di Ginevra portano avanti l'esperimento
Athena. Tra cui i 15 italiani
dell'Istituto nazionale di Fisica Nucleare
(Infn) guidati da Gemma Testera. La
nube cui hanno dato vita per la prima volta, forse, nella storia cosmica è
costituita da uno sciame di atomi di anti-idrogeno che, diradandosi, potrebbe
rivelarci quanto simmetrici sono il nostro universo e le leggi che lo
governano.
Tutto
nasce all'inizio degli anni '30, quando il fisico inglese di origine francese,
Paul Dirac, elabora la sua famosa teoria di campo dell'elettrone e, sulla
base della bellezza intrinseca di un'equazione, prevede l'esistenza di una
nuova materia. Immagine speculare di
quella che conosciamo. La nuova materia
prevista dall'equazione di Dirac è infatti costituita di particelle che hanno
la medesima massa e il medesimo spin intrinseco della materia che conosciamo ma
una carica elettrica opposta. Gli
anti-elettroni hanno tutte le caratteristiche dei nostri elettroni, salvo una
carica elettrica opposta: positiva, invece che negativa. E, così, gli anti-protoni hanno le medesime
caratteristiche dei «nostri» protoni, salvo la carica elettrica: negativa
anziché positiva. Nessuno voleva
credere che quella bizzarra materia prevista sulla carta da Paul Dirac
esistesse veramente. Mica l'universo è
lo specchio delle meraviglie di Alice ... La meraviglia così fu grande quando,
verso la metà degli anni '30, due fisici sperimentali scoprirono flotti di
anti-protoni che penetrano nella nostra atmosfera provenienti dallo spazio
cosmico. La materia di Alice/Dirac,
l'anti-materia, dunque, esisteva. Fu un
vero trionfo per la nuova fisica teorica, la fisica quantistica.
Fu
poi un vero trionfo per la fisica sperimentale quando, a metà degli anni '60,
il gruppo di Antonino Zichichi, riuscì a creare in laboratorio il primo atomo
di anti-idrogeno. Con il suo protone
negativo intorno a cui ruotava un elettrone positivo. Situazione affatto nuova o, almeno, molto rara nell'universo
conosciuto.
Già
perché se l'antimateria non è stata creata dall'uomo, quell'anti-atomo
rappresenta un'autentica incongruenza nella storia cosmica. Il perché lo spiega il sovietico Andrei
Sacharov nel 1967. Un tempo, quando
aveva appena un miliardesimo di miliardesimo di miliardesimo di miliardesimo di
secondo di vita, l'universo brulicava di particelle e anti-particelle, di
elettroni e anti-elettroni, protoni e anti-protoni. La situazione era altamente instabile. Già perché le particelle di materia e le particelle di
anti-materia non si tollerano a vicenda.
E, appena si incontrano, si annientano a vicenda, liberando una quantità
inusitata di energia sotto forma di fotoni.
E
così fecero, in molto men che non si dica, quelle particelle primordiali. Solo che, per una lieve increspatura nella
simmetria delle leggi fisiche, ogni miliardo di particelle di materia e di
anti-materia che si annichilirono a vicenda, ne sopravvisse una, spaiata, di
materia. E così da quella cosmica
ecatombe, emerse il nostro universo.
Fatto di un mare di fotoni in cui nuotano le rare particelle di materia
sopravvissute.
Prima
dell'ecatombe la temperatura cosmica era enorme. Troppo grande per consentire la formazione di atomi di
anti-materia. Gli anti-elettroni e gli
anti-protoni, infatti, schizzavano via liberi di qua e di là nell'universo e
non avevano possibilità di avvicinarsi gli uni agli altri.
Dopo
l'ecatombe, l'energia del vuoto ha continuato a creare qui e là qualche
anti-particella. Ma a nessuna,
probabilmente, o a pochissime è stata data la possibilità di formare un
anti-atomo. Così quando i fisici lo hanno creato per la prima volta in
laboratorio, l'anti-atomo di anti-idrogeno rappresentò un evento unico nella
storia cosmica. O, almeno, un evento molto, molto raro.
Negli
anni '90, grazie agli acceleratori del Cern e del Fermlab, i fisici hanno
imparato non solo a «creare» anti-atomi, ma anche a radunarli insieme in
discrete quantità. Finora, però,
nessuno era riuscito a «raffreddarli» abbastanza da poterne radunare centinaia
di migliaia. Nessuno finora (forse
neppure la natura) era mai riuscito a creare una piccola nube di
anti-materia. L'impresa è stata
finalmente realizzata nelle scorse settimane dal gruppo di Gemma Testera, che
ne dà conto oggi con un articolo sulla rivista scientifica inglese Nature.
La
novità non è da poco. Perché quando
questa inedita capacità produttiva sarà diventata una pratica standard, i
fisici potranno confinare la nube in una contenitore magnetico ed impedirle di
annichilirsi nel fatale abbraccio con la materia. Prigioniera nella gabbia immateriale, la nube potrà essere
studiata a fondo. Due, in particolare,
sono le domande che i fisici sperimentali le rivolgeranno. L'anti-materia reagisce allo stesso modo
della materia quando incontra un fotone?
E come si comporta quando è soggetta a un campo gravitazionale?
Dalle risposta che i fisici otterranno sapremo se il nostro universo di materia cosmica è unico e irripetibile, o è solo una delle due copie di universo possibili emersa per caso alla lotteria cosmica.