A tagliare questo nuovo traguardo è stato ancora una volta il Cern di Ginevra, ormai diventato imbattibile nella caccia alle particelle fantasma. Ancora ebbri per l’annuncio della scoperta del Bosone di Higgs, ora il più grande laboratorio al mondo di fisica delle particelle ci stupisce ancora e rivela di esser riuscito a catturare e mantenere «vivo» un fascio di atomi di anti-idrogeno che, speriamo presto, potrà aiutarci a capire che fine ha fatto uno degli ingredienti principali della zuppa primordiale che ha dato inizio all’esistenza dell’Universo e, quindi, anche alla nostra.
Il risultato, pubblicato sulla rivista Nature Communications, è opera della collaborazione internazionale Asacusa, nella quale l’Italia partecipa grazie a un finanziamento dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn).
Nei fasci di antiparticelle prodotti al Cern e fatti scorrere all’interno di una sorta di cilindro lungo tre metri e mezzo, i ricercatori hanno individuato 80 atomi di anti-idrogeno, in un punto collocato a circa 2,7 metri dalla sorgente di anti-particelle e nel quale le influenze dei magneti erano ridotte al minimo. Il fascio di anti-atomi è stato catturato, «in volo», bombardandolo con microonde. «Adesso saremo in grado di studiare più in dettaglio le caratteristiche dell’antimateria», dice Luca Venturelli, dell’Infn di Brescia e dell’Università di Brescia, che coordina il gruppo italiano della collaborazione Asacusa.
I nuovi dati potrebbero portare alla soluzione di quel rompicapo che da decenni sta facendo impazzire gli scienziati di tutto il mondo: perché non vediamo l’antimateria se, subito dopo il Big Bang, era presente in una quantità pari a quella della materia? Se vengono a contatto, infatti, materia e antimateria si annichilano a vicenda. Eppure «attorno a noi vediamo soltanto materia, ma non abbiamo mai trovato nemmeno un anti-atomo: dove sia finita l’antimateria è un mistero», osserva Venturelli.
L’ASIMMETRIA
Questa disparità, che i fisici chiamano «asimmetria», è un vero e proprio enigma, la cui risoluzione definitiva potrebbe celarsi dietro questo nuovo risultato. «Confrontare atomi di idrogeno e anti-idrogeno – spiega Venturelli - costituisce uno dei modi migliori per eseguire test di alta precisione sulla simmetria tra materia e antimateria. Gli spettri di idrogeno e anti-idrogeno sono previsti essere identici: ogni piccola differenza tra loro potrebbe aiutare a risolvere il mistero dell’asimmetria e aprire una finestra su quella che potrebbe essere una “nuova fisica”». Una nuova fisica che va ben oltre il Modello Standard, la teoria fisica che riassume tutte le attuali conoscenze nel campo delle particelle elementari e delle forze che ne regolano le interazioni. E che porta anche la firma di un piccolo gruppo di ricercatori italiani.
ITALIA E GIAPPONE
«L’esperimento Asacusa – riferisce Venturelli - coinvolge una collaborazione internazionale che vede impegnati ricercatori giapponesi, austriaci e italiani. La prevalenza maggiore, soprattutto per le risorse investite, va sicuramente ai colleghi giapponesi. L’Italia partecipa all’esperimento grazie a un finanziamento dell’Infn. Nonostante il nostro piccolo contributo finanziario, i ricercatori del nostro paese hanno fatto la loro parte». Il prossimo passo dell’esperimento Asacusa sarà ora quello di produrre e analizzare fasci di antiparticelle sempre più ricchi e stabili, svelando volta per volta piccoli tratti inediti di questi atomi di antimateria. In ballo non c’è solo la stesura di un nuovo capitolo della fisica. Infatti, all’avanzamento della conoscenza potrebbe affiancarsi anche lo sviluppo di tecnologie oggi molto vicine alla fantascienza. L’antimateria, infatti, potrebbe diventare una straordinaria fonte di energia, per esempio per realizzare motori di astronavi interplanetarie come quelli immaginati nella serie Star Trek.
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