Avete presente il libro di Dan Brown "Angeli e Demoni"? In questo avvincente (per alcuni) e controverso (per altri) romanzo, gli scienziati del CERN sono riusciti nell'impresa di imbrigliare l'antimateria, controllandola a tal punto da poterla imprigionare e immagazzinare in un contenitore.
Fino ad ora si riteneva che la soluzione a questo problema fosse ancora molto lontana, soprattutto per i limiti tecnologici attuali, ma i fisici del CERN sono riusciti a intrappolare un atomo di anti-idrogeno per la durata di una frazione di secondo.
Il sistema ALPHA (Antihydrogen Laser Physics Apparatus), creato da un consorzio che include la la University of California e il Lawrence Berkeley National Laboratory, è riuscito ad intrappolare 38 atomi di anti-idrogeno, ciascuno per la durata di un decimo di secondo.
Sebbene quel lasso temporale sia troppo breve per avere (allo stato attuale) applicazioni pratiche, potrebbe tuttavia fornire preziosissime informazioni di natura fisica, informazioni che ora sfuggono alla scienza.
Se intrappolare l'antimateria per una frazione di secondo sembra una sfida facile da vincere, basti pensare che, fino ad ora, l'antimateria creata nei laboratori di tutto il mondo esisteva per lo spazio di qualche microsecondo, per poi annichilirsi con la materia che noi conosciamo.
Il primo antiprotone della storia fu creato da Emilio Segre e Owen Chamberlain nel 1955, ma il primo anti-atomo di idrogeno è relativamente recente: nel 2002, sempre al CERN, venne creato un anti-atomo, rilevato dall'esperimento ATHENA, il precursore di ALPHA.
Come si crea un atomo di anti-idrogeno? Si raffreddano degli antiprotoni e dei positroni (antielettroni) a temperature prossime allo zero assoluto. Tutto questo in una bottiglia magnetica, in grado di intrappolare gli anti-atomi di idrogeno appena creati. "Per il momento, conserviamo gli atomi di anti-idrogeno per almeno 172 millisecondi, circa 1/6 di secondo, abbastanza a lungo per esseri sicuri di averli intrappolati" ha affermato Jonathan Wurtele, uno dei membri del team dell'esperimento ALPHA.
"Ci stiamo avvicinando al punto in cui potremo fare alcuni esperimenti sulle proprietà dell'anti-idrogeno" ha detto Joel Fajans, professore di fisica alla University of California. "Inizialmente saranno esperimenti 'rozzi' per testare la simmetria CPT, ma dato che nessuno è stato in grado fino ad ora di fare questo tipo di misurazioni su atomi di antimateria, è un buon inizio".
La simmetria CPT (carica-parità-tempo) è l'ipotesi per la quale le interazioni fisiche hanno lo stesso aspetto anche se si inverte la carica di una particella, si cambiano le sue coordinate nello spazio e si inverte il suo tempo. Ogni differenza tra anti-idrogeno e idrogeno, come le differenze nel loro spettro atomico, violerebbe automaticamente la simmetria CPT, sovvertendo il cosidetto "modello standard" e contribuendo a spiegare perchè l'antimateria è per lo più assente nel nostro universo.
Fino ad ora si riteneva che la soluzione a questo problema fosse ancora molto lontana, soprattutto per i limiti tecnologici attuali, ma i fisici del CERN sono riusciti a intrappolare un atomo di anti-idrogeno per la durata di una frazione di secondo.
Il sistema ALPHA (Antihydrogen Laser Physics Apparatus), creato da un consorzio che include la la University of California e il Lawrence Berkeley National Laboratory, è riuscito ad intrappolare 38 atomi di anti-idrogeno, ciascuno per la durata di un decimo di secondo.
Sebbene quel lasso temporale sia troppo breve per avere (allo stato attuale) applicazioni pratiche, potrebbe tuttavia fornire preziosissime informazioni di natura fisica, informazioni che ora sfuggono alla scienza.
Se intrappolare l'antimateria per una frazione di secondo sembra una sfida facile da vincere, basti pensare che, fino ad ora, l'antimateria creata nei laboratori di tutto il mondo esisteva per lo spazio di qualche microsecondo, per poi annichilirsi con la materia che noi conosciamo.
Il primo antiprotone della storia fu creato da Emilio Segre e Owen Chamberlain nel 1955, ma il primo anti-atomo di idrogeno è relativamente recente: nel 2002, sempre al CERN, venne creato un anti-atomo, rilevato dall'esperimento ATHENA, il precursore di ALPHA.
Come si crea un atomo di anti-idrogeno? Si raffreddano degli antiprotoni e dei positroni (antielettroni) a temperature prossime allo zero assoluto. Tutto questo in una bottiglia magnetica, in grado di intrappolare gli anti-atomi di idrogeno appena creati. "Per il momento, conserviamo gli atomi di anti-idrogeno per almeno 172 millisecondi, circa 1/6 di secondo, abbastanza a lungo per esseri sicuri di averli intrappolati" ha affermato Jonathan Wurtele, uno dei membri del team dell'esperimento ALPHA.
"Ci stiamo avvicinando al punto in cui potremo fare alcuni esperimenti sulle proprietà dell'anti-idrogeno" ha detto Joel Fajans, professore di fisica alla University of California. "Inizialmente saranno esperimenti 'rozzi' per testare la simmetria CPT, ma dato che nessuno è stato in grado fino ad ora di fare questo tipo di misurazioni su atomi di antimateria, è un buon inizio".
La simmetria CPT (carica-parità-tempo) è l'ipotesi per la quale le interazioni fisiche hanno lo stesso aspetto anche se si inverte la carica di una particella, si cambiano le sue coordinate nello spazio e si inverte il suo tempo. Ogni differenza tra anti-idrogeno e idrogeno, come le differenze nel loro spettro atomico, violerebbe automaticamente la simmetria CPT, sovvertendo il cosidetto "modello standard" e contribuendo a spiegare perchè l'antimateria è per lo più assente nel nostro universo.
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