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Cosmologia dell’Antimateria - Parte 1 di 9

Per introdurre l’argomento si inizia da una misura sull’antimateria. Può sembrare banale, ma in realtà proprio non lo è, in quanto le misure sulle antiparticelle non sono cosi facili da farsi. A parte le tracce lasciate sui rilevatori, fino ad oggi nessuno era riuscito ad effettuare alcuna valutazione qualitativa precisa sull’antimateria e il motivo è ben noto e non difficile da capire. L’antimateria, trovandosi in un mondo di materia, risulta essere instabile e fino a pochi anni fa resisteva per pochi picosecondi prima di essere distrutta con l’apparecchiatura di misura. Non si faceva in tempo a crearla che, immediatamente, si eliminava in quella reazione chiamata di annichilazione.

Recentemente, in pochi anni, la tecnologia ha fatto passi da gigante a tal punto da rendere più stabile l’antimateria, da permettere di poter effettuare più misure con maggior precisione rispetto al passato. Si sta assistendo ad un’evoluzione rapida delle conoscenze sull’antimateria che, potrebbero portare a nuove comprensioni, da aprire nuovi scenari nel mondo della fisica e nuove tecnologie con risvolti pratici non indifferenti nella vita di tutti i giorni. Grazie all’esperimento ASACUSA (Atomic Spectroscopy And Collisions Using Slow Antiprotons) effettuato presso il CERN, si è potuto realizzare una misura senza precedenti sulla massa e la carica del protone con una precisione da record. Dettagli su tale misura si possono trovare nella pubblicazione su Nature 475, pag.484-488 (28 Luglio 2011).

Per ottenere questo risultato è stato utilizzato un atomo esotico di Elio Antiprotonico composto in maggioranza di materia: il nucleo (2 protoni e 2 neutroni), un elettrone, più un antiprotone che simula la presenza dell’altro elettrone. Dato che la massa di un antiprotone è decisamente maggiore rispetto ad un elettrone, la sua orbita risulta più vicina al nucleo, a tal punto che non abbiamo un atomo esotico stabile ma, dopo qualche orbita, in un tempo di alcuni microsecondi, si scontra con la parte più interna annichilendosi. Rispetto ai record realizzati recentemente non è di certo un tempo lunghissimo, ma è molto migliore di milioni di volte rispetto a tutte le altre condizioni e sufficiente da poter evidenziare delle proprietà, in quanto, essendo legato ad un nucleo, ha permesso di studiare con precisione le orbite di risonanza. Con questo metodo di misura si è potuto constatare che la carica e la massa dell’antiprotone sono identiche a quella del protone con una precisione di 2 parti per miliardo. Per fornire un aiuto a percepire la precisione raggiunta, è stata utilizzata la torre Eiffel.

La tolleranza di misura è paragonata a come pesare la torre ed accorgersi se si posa sopra un passerotto.

Il fisico Masaki Hori, promette che la prossima volta l’accuratezza sarà maggiore e saremo in grado di poter distinguere il peso di una piuma del passerotto.