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Cosmologia dell’Antimateria- Parte 5 di 9

Se accettiamo la violazione P, l’universo tenderebbe a ruotare in una direzione privilegiata. A livello cosmologico, potremmo vedere conservata la “Simmetria P”, se oltre ad una particella su un miliardo destrorsa di materia sull’antimateria, si presentasse anche un eccesso di una particella su un miliardo sinistrorsa di materia sull’antimateria. Pur rimanendo universalmente inviolata, nella singola interazione si assisterebbe comunque ad una rottura di “Simmetria P”. La Conservazione della Simmetria P si trasferirebbe in una proprietà temporale, accettando una violazione nella singola interazione, questa viene compensata poco dopo da un’altra interazione. Dato che per la materia e antimateria si osserva lo stesso destino nei due periodi di Bariogenesi che di Leptogenesi, anche se non è presente una compensazione all’interno del primo periodo, questo avviene sicuramente nel secondo in quanto la materia e antimateria si presentano con proprietà opposte. La rottura di Simmetria avverrebbe all’interno della stessa famiglia, ma nelle direzioni opposte, compensandosi.

Durante il Big Bang, i quark sono nati prima dei leptoni. Fino a che non compaiono i leptoni si ha una vera e propria rottura di simmetria di Parità dovuta ai soli quark. Una volta che la rottura di simmetria è stata predetta si incomincia ad osservarla sotto varie forme. La violazione di CP è stata misurata sperimentalmente per la prima volta nel 1964 da Christenson, James Watson Cronin, Val Logsdon Fitch e Turlay nel decadimento del Kaone neutro a vita lunga (appartenente alla famiglia dei mesoni) in due pioni (dovuto alle interazioni deboli).  L’AntiKaone si trasforma nella sua antiparticella con probabilità maggiore del Kaone determinando un’asimmetria della quantità di materia sull’antimateria.

Per questa scoperta fu assegnato, agli scienziati che hanno partecipato alla ricerca, il premio nobel della fisica del 1980. Queste interazioni trovano conferma nelle osservazioni presso il CERN nel 1998 e recentemente anche al Tevatron dove si fanno scontrare protoni con antiprotoni con energie di TeV, che corrispondono a velocità delle particelle pari a 99,999954% a quelle della velocità della Luce. Queste collisioni fra barioni sono paragonabili al tempo della bariogenesi (t ~ 10^-36 s dal Big Bang) ed è stata verificata una produzione di muoni superiore dell’1 % rispetto a quella di antimuoni.

Il numero degli eventi è ancora troppo basso per darne una conferma, ma non dovremmo aspettare molto tempo per ottenerne la confidenza necessaria. Per giustificare l’assenza di antimateria non è proprio essenziale introdurre una rottura di simmetria nella fisica, ma potrebbe essere sufficiente ammettere che durante l’espansione del big bang, a macchia di Leopardo, la materia e l’antimateria si sarebbero accumulate separate creando delle zone chiamate “Domini”. Il cosmo, anche se localmente sarebbe asimmetrico, ovvero con prevalenza di un tipo di elemento rispetto ad un’altro, risulterebbe globalmente simmetrico e distribuito uniformemente ed in egual numero delle componenti di materia e antimateria.