FISICA
Il Cern cattura l’antimateria grande mistero dell’universo
Per la prima volta, gli atomi specchio non sono scomparsi un attimo dopo la loro creazione. Permetteranno di capire come la materia e il suo opposto non si siano annullati al momento del Big Bang. E gli scienziati si divertono a ricordare Dan Brown
di ELENA DUSI *
CHIUSI in una "bottiglia", destano la stessa curiosità di un alieno piovuto sulla Terra. Sono frammenti di antimateria: testimoni di un universo misterioso e insieme protagonisti di romanzi thriller. I laboratori del Cern non solo hanno prodotto degli atomi di anti-idrogeno, ma per la prima volta oggi sono anche riusciti a "catturarli" prima che svanissero in una nuvola di energia.
L’antimateria è infatti una sorta di realtà capovolta, estremamente rara in natura, in cui i protoni hanno carica elettrica negativa e gli elettroni positiva. Quando entrano in contatto, materia e antimateria si annullano a vicenda creando una scarica di energia. Per questo le anti-particelle che finora il Cern (l’Organizzazione europea per la ricerca nucleare) era riuscito a creare in laboratorio erano svanite nel giro di pochi millisecondi: il tempo necessario a entrare in contatto con le pareti del contenitore fatte di materia.
L’esperimento Alpha condotto a Ginevra è riuscito ora a confinare 38 atomi di anti-idrogeno (formati da un protone negativo e un elettrone positivo). È stato necessario raffreddarli a meno 272 gradi (temperatura vicina allo zero assoluto) e poi usare un campo magnetico per spingerli al centro del contenitore, a debita distanza dalle pareti. Delle migliaia di particelle "aliene" create da Alpha, 38 hanno vissuto abbastanza a lungo (1,7 decimi di secondo) da poter essere studiate dai fisici. I risultati dell’esperimento vengono pubblicati giovedì da Nature.
Uno dei grandi misteri della cosmogonia riguarda proprio lo squilibrio fra materia e antimateria. Della prima è fatto tutto il nostro mondo. Della seconda esistono solo tracce infinitesime dell’universo. Il motivo è ignoto a tutti. E se le due si fossero trovate in perfetto equilibrio al momento del Big Bang, si sarebbero annullate a vicenda, riducendo l’esistenza del cosmo a un istantaneo scoppio di energia e nulla più.
"Per ragioni che nessuno comprende, la natura esclude la presenza dell’antimateria. Sapere che ne abbiamo intrappolati alcuni atomi nei nostri apparecchi ci dà una sensazione davvero speciale", spiega Jeffrey Hangst dell’università danese di Aarhus, responsabile di Alpha. "Ora che l’abbiamo raggiunta, siamo pronti a carpire i suoi segreti".
Il Cern è l’unico laboratorio al mondo con la tecnologia necessaria a catturare la materia-specchio, la cui esistenza fu teorizzata nel 1931 da Paul Dirac ed effettivamente osservata l’anno successivo. I primi 9 atomi di anti-idrogeno furono prodotti a Ginevra nel 1995. Nel 2002 le tecniche furono affinate tanto da permettere una produzione su larga scala. Negli ospedali, gli apparecchi Pet utilizzano correntemente i positroni (ovvero elettroni positivi) per la diagnosi di alcune malattie.
La fiction (e in particolare Dan Brown con Angeli e Demoni) ci ha messo poco a trasformare le fantomatiche bottiglie di antimateria in armi capaci di far esplodere il mondo. Ma Andrea Vacchi, scienziato italiano dell’Istituto nazionale di fisica nucleare, tranquillizza: "È davvero impossibile portare l’antimateria a spasso come accade nel romanzo". L’anti-idrogeno resta un regalo goloso per i fisici: eventuali differenze fra l’idrogeno e il suo opposto potrebbero indicarci dei "difetti" nello specchio della natura. E farci capire come mai sulla bilancia del cosmo oggi la materia di cui siamo fatti prevalga con tanto margine sull’antimateria.
* la Repubblica, 17 novembre 2010