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Antimateria: Fra Ipotesi E Realtà, Un Intrigante Enigma


8 marzo 2012 ore 15:56   di stellina2012  
Categoria Tecnologia e Scienze  -  Letto da 585 persone  -  Visualizzazioni: 1321

L'idea dell'antimateria ha da sempre intrigato la curiosità degli uomini di scienza, ma anche di tutti gli altri uomini, ed è diventata soggetto di film e di romanzi di fantascienza. Ma l'antimateria esiste davvero, e da anni non è più solo un'ipotesi della fisica teorica ma è diventata una realtà misurabile.

Al CERN di Ginevra è stata prodotta e poi conservata attraverso una serie di esperimenti che si sono susseguiti nel tempo e che sono ancora in corso; già nel 1995 si sono ottenuti i primi 9 atomi di antidrogeno, poi nel 2002, coi progetti ATHENA e ATRAP, di antidrogeno ne è stato generato una grande quantità.


Da poco più di un anno poi, il progetto ALPHA ha consentito non solo di produrre, ma anche di isolare e di conservare 38 atomi di antidrogeno in una trappola magnetica, per periodi di tempo sempre più lunghi, fino a 16 minuti; la trappola magnetica tiene "in sospensione" gli antiatomi in modo che non interagiscano con la materia ordinaria annientandosi, e questo ha consentito di poterli studiare.

Antimateria: Fra Ipotesi E Realtà, Un Intrigante Enigma

Il progetto ALPHA al CERN di Ginevra

Adesso ALPHA ha fatto un ulteriore passo avanti con l'utilizzo di mocroonde, e ciò ha permesso non solo di studiare, ma anche di manipolare gli atomi di antidrogeno confinati nel contenitore magnetico. In poche parole irradiando con microoonde lo spin di alcuni positroni (antielettroni) con una frequenza tale da ottenere "la risonanza interna", è stato possibile invertirlo, e ciò ha fatto sì che gli antiatomi fossero espulsi dalla trappola.
Antimateria: Fra Ipotesi E Realtà, Un Intrigante Enigma

Schema della trappola magnetica del CERN

L'antimateria si contrappone alla materia ordinaria perché ha alcune proprietà fondamentali invertite, fra cui la carica. Se la materia e l'antimateria entrano in contatto non possono sopravvivere, si annullano a vicenda producendo energia. Questo crea un rompicapo per la scienza riguardo al Big Bang, perché si suppone che a quel momento la materia e l'antimateria fossero in quantità uguale, e quindi necessariamente si azzerassero, cosa che non è avvenuta perché la presenza della materia ha dominato totalmente sull'antimateria. Se davvero nei primi istanti dopo il Big Bang c'era questa simmetria, gli scienziati si chiedono che fine abbia fatto l'antimateria.

Antimateria: Fra Ipotesi E Realtà, Un Intrigante Enigma

Atomi di idrogeno e di antidrogeno

Esistono varie ipotesi, fra cui quella che le galassie e le strutture primordiali corrispondenti esercitino, oggi come allora, un effetto di trascinamento sullo spazio-tempo distorcendolo, tanto da violare la simmetria di carica-parità iniziale e da modificare notevolmente la distribuzione di materia-antimateria nel cosmo (effetto previsto da Einstein nella teoria della Relatività generale).

La materia e l'antimateria hanno un comportamento anomalo anche a livello gravitazionale; pur essendo entrambe autoattrattive, fra loro si respingono con effetti antigravitazionali, e questo cambia la nostra visione cosmologica. E' come se l'antimateria fosse solo materia che va all'indietro nel tempo, ma qui siamo nel campo della fantascienza, perché se c'è una dimensione nell'Universo che non è possibile invertire è proprio la freccia del tempo.

Antimateria: Fra Ipotesi E Realtà, Un Intrigante Enigma

Effetto di trascinamento di una galassia sullo spazio-tempo

Ma l'antimateria esiste in natura anche qui sulla Terra? Pare di si. Il satellite FERMI della NASA, mentre stava scrutando l'Universo delle alte energie, si è imbattuto per caso un fenomeno incredibile; ha osservato, durante i temporali, la generazione di getti di antimateria come lampi, che si scaricano in senso contrario alla Terra schizzando verso lo spazio.

Queste particelle di antimateria si generano nelle tempeste, soprattutto nelle zone equatoriali, al di sopra delle nuvole temporalesche. Durante un temporale le nubi tracciano in cielo una linea di separazione, che divide la zona come due mondi a rovescio; al di sotto si scaricano i fulmini a terra, al di sopra s'innalzano lampi di antimateria in uno dei fenomeni più misteriosi della natura.

Antimateria: Fra Ipotesi E Realtà, Un Intrigante Enigma

Lampi di antimateria durante i temporali

Durante le tempeste tropicali infatti si generano super lampi gamma terrestri (TGF) simili a quelli cosmici, molto energetici (fino a decine di milioni di elettrovolt) e forse pericolosi anche per la navigazione aerea, ma perché si formano i TGF? Il temporale violento produce un campo magnetico molto intenso, che genera un'eruzione di elettroni verso l'alto, sopra le nuvole; questi elettroni sono accellerati a velocità vicine a quelle della luce, e vengono deflessi nelle loro traiettorie dalle molecole d'aria che incontrano emettendo appunto i TGF. Ogni volta poi che un fotone superveloce dei TGF colpisce un atomo, lo spacca in due, generando una coppia di particelle opposte: un elettrone e un positrone, cioè la materia e l'antimateria. Durante la tempesta queste particelle si muovono vorticosamente lungo traiettorie a spirale, seguendo le linee del campo magnetico terrestre, e quando s'incontrano si annullano, producendo energia (raggi gamma) pari a 511.000 elettrovolt, quantità che indica con precisione l'incontro e l'annichilimento di un elettrone con un positrone.

Il satellite FERMI della NASA si è imbattuto per caso in questo fenomeno registrandolo e misurandolo, rilevando con chiarezza quello che misteriosamente accade sopra le nostre teste durante un temporale, cioè la creazione di antimateria naturale sul nostro pianeta.

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Commenti

 

(ANSA) - ROMA, 08 MAR - Per la prima volta e' stata vista l''impronta digitale' dell'antimateria. Il risultato, pubblicato su Nature, si deve alla collaborazione Alpha del Cern di Ginevra, la stessa che nei mesi scorsi aveva intrappolato atomi di anti- idrogeno. I fisici, coordinati da Jeffrey Hangst, hanno ottenuto la prima immagine dello spettro di un atomo di anti-idrogeno, grazie alla quale e' finalmente possibile conoscerne la struttura interna e fare il primo confronto diretto fra materia e antimateria. ANSA.it online 08/03/2012. Ultimissime sull'antimateria. stellina2012

Inserito 9 marzo 2012 ore 02:29
 

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