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La corsa verso l’antimateria

Secondo la teoria dell’inflazione, avanzata negli anni 80 dall’americano Alan Guth, 14 miliardi di anni fa, l’universo era una singolarità, con massa e pressione infinita, la cui temperatura era dell’ordine 10 K, corrispondente ad un’energia di 10 GeV.

Subito dopo il big bang si formò la stessa quantità di materia ed antimateria e gli scienziati si domandano tutt’oggi sul perché l’universo sia costituito da materia mentre l’antimateria sia praticamente scomparsa. Ecco perché le maggiori menti del mondo spendono anni ed anni a studiare quest’ultima.

Ma cos è l’antimateria?

L’antimateria viene definita come l’insieme delle particelle equivalenti alle particelle che compongono la comune materia. L’antiparticella dell’elettrone è il positrone, un elettrone con carica positiva; l’annichilamento dell’elettrone con il positrone corrispondente, porta all’emissione di due fotoni ad altissima energia nella porzione di spettro elettromagnetico corrispondente ai raggi gamma.

L’antineutrone è l’antiparticella del neutrone; come tutte le antiparticelle, anch’ esso ha vita breve della durata di circa 900s, dopodiché decade in un positrone, un antiprotone ed un neutrino.

Un antiprotone è, invece, un nucleo di idrogeno con carica negativa; quando un protone entra in contatto con la sua antiparticella, viene rilasciata una grande quantità di energia con la formazione di pioni; un atomo di anti-idrogeno è costituito da un nucleo antiprotonico caricato negativamente attorno al quale orbita un positrone caricato positivo.

Recentemente gli scienziati del CERN sono riusciti a stabilizzare 38 atomi di antidrogeno e, considerando la breve durata di queste antiparticelle, è stata salutata dal mondo scientifico come una vero e proprio traguardo.

Nel Large Hadron Collider (LHC), il più grande e potente acceleratore di particelle del mondo, è stato possibile stabilizzare 309 atomi di antidrogeno per circa 1000 secondi, per più di 16 minuti; questo è stato possibile grazie alla sofisticata tecnologia dell’acceleratore: 1600 magneti superconduttori raffreddati, ad una temperatura prossima allo zero assoluto, da elio superfluido.

L’antimateria, oltre a costituire la parte ancora sconosciuta ed inesplorata del nostro universo, costituisce un importante forma di energia poiché, come si è già detto, la collisione di una particella con la sua corrispondente antiparticella, porta all’emissione di una grande quantità di energia. Secondo ricerche recenti effettuate dall’Istituto Nazionale di Ricerca Nucleare, in collaborazione con l’Agenzia Spaziale Italiana, la Terra sarebbe avvolta da una specie di cappa di antimateria; lo strumento Pamela (Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics), installato a bordo del satellite russo Resurs-DK1, ha rilevato la presenza di 28 antiprotoni; si pensa che essi siano intrappolati dal campo magnetico terrestre.

Giorgio Martella


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Aggiunto in: Fisica

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