Mille secondi, ovvero 16 minuti e 40 secondi. Tanto è il tempo per il quale i ricercatori dell’ esperimento Alpha (Antihydrogen Laser Physics Apparatus) del Cern sono riusciti a catturare alcuni atomi di anti-idrogeno. “ Un’eternità”, secondo Joel Fajanas, membro dell’esperimento e docente di Fisica a Berkeley. Si tratta, infatti, di un record assoluto: un tempo 5mila volte superiore a quello raggiunto lo scorso novembre sempre dai ricercatori dell’Alpha. Ma soprattutto, come spiega Jeffrey Hangst, leader dello studio, è un intervallo abbastanza lungo per cominciare a studiare queste particelle. Questo risultato è stato presentato sulle pagine di Nature Physics insieme a un resoconto dettagliato di quanto ottenuto nel corso degli scorsi dodici mesi: 112 atomi di anti-idrogeno creati e catturati per un tempo variabile tra un quinto di secondo e mille secondi.
Da quando, nel 2009, atomi di anti-idrogeno sono stati catturati per la prima volta (sono stati creati per la prima volta, sempre a Ginevra, nel 2002 ma si sono istantaneamente distrutti), la possibilità di studiare l’antimateria, postulata negli anni ’30 da Paul Dirac, si sta velocemente trasformando da sogno impossibile per appassionati di Star Trek e fantascienza, a realtà. Da allora, infatti, nel centro svizzero sono stati creati e catturati 309 atomi di anti-idrogeno. Ma il Cern con il suo Lhc non è il solo istituto occuparsi di antimateria: c’è anche il Relativistic Heavy Ion Collider (Rhic), negli Usa, dove lo scorso aprile è stato catturato l’antiatomo più pesante al mondo: l’antielio-4. Inoltre, non si può dimenticare Ams 02 (Alpha Magnetic Spectrometer), il cacciatore di antimateria che è appena arrivato sulla Stazione Spaziale Internazionale per catturare le particelle elementari nello Spazio.
Le particelle di antimateria sono, secondo il Modello Standard, il corrispettivo delle particelle di materia (elettroni, neutroni, protoni, ecc). Riprodurle in laboratorio non è più un problema per i fisici del Cern o di altri laboratori dotati di un acceleratore di particelle come il Large Hadron Collider. Grazie a questi strumenti, infatti, è lavoro di tutti i giorni creare anti-protoni che vengono poi mescolati con anti-elettroni o positroni (quelli della tomografia a emissioni di positroni) in una camera a vuoto, dove alcuni di questi si combinano per dare origine ad atomi di anti-idrogeno.
È qui che comincia il lavoro più complicato per i ricercatori. Queste particelle infatti si distruggono appena entrano in contatto con la materia, devono quindi essere catturate in complicate trappole: campi magnetici molto potenti e dalle maglie molto strette, chiamati bottiglie magnetiche.
Queste particelle sono create direttamente all’interno delle trappole e individuate semplicemente interrompendo il campo magnetico e registrando la loro distruzione, che provoca un lampo.
Anzi, come ricorda il Guardian, questo processo, chiamato annichilazione, trasforma le masse delle particelle in energia secondo la famosa equazione di Albert Einstein, E=mc 2. Un Kg di antimateria che entra in contatto con altrettanta materia provoca un’esplosione circa 3000 volte superiore a quella di Hiroshima.
L’obiettivo di Hangst e colleghi, tuttavia, non è creare esplosioni (anche se questo tipo di esperimenti affascina molto gli autori di Science Fiction), quanto condurre esperimenti sull’antimateria per stabilire se essa ubbidisce alle stesse leggi della fisica della materia, e per capire perché, rispetto a quest’ultima, sembra essere così poco presente nell’Universo, sebbene durante il Big Bang se ne dovrebbe essere creata una quantità uguale.
Come riportato su Nature Physics, i ricercatori hanno già cominciato a studiare gli anti-atomi misurandone la distribuzione dell’energia. “ Potrebbe non sembrare molto emozionante”, commenta Jonathan Wurtele, coautore dello studio, “ ma si tratta del primo esperimento mai condotto su anti-idrogeno intrappolato. Quest’estate speriamo di riuscire a misurare cambiamenti indotti dalle microonde sullo stato atomico degli anti-atomi”.
Riferimenti: wired.it
Credits foto: Chukman So
