L'«antiidrogeno» protagonista al Cern di Ginevra. Tra gli scienziati, al lavoro anche cinque italiani

Panoramica delle attrezzature dell'esperimento sull' antimateria Asacusa al Cern di Ginevra

Un altro passo importante per la fisica fondamentale, dopo la faticosa scoperta del Bosone di Higgs. Anche questa volta il luogo della scoperta è il Cern di Ginevra dove un gruppo di circa 30 scienziati di varie nazioni, fra cui 5 italiani dell'Università e Istituto di Fisica nucleare di Brescia, sono riusciti a formare, far spostare per circa 3 metri e rivelare uno sciame di 80 atomi di antiidrogeno. Metodo e risultati sono stati pubblicati questa settimana nella rivista Nature Communications. Può sembrare poco o addirittura ridicolo, ma, come ci ha detto anche Luca Venturelli che coordina il gruppo italiano di ricercatori dell'esperimento Asacusa, «È importante per sondare le caratteristiche dell'antimateria e aiutare a risolvere uno dei grandi misteri della fisica moderna: la prevalenza di materia rispetto all'antimateria nell'universo visibile».

Il problema che la fisica non sa ancora spiegare, infatti, è come mai tutto quel che vediamo, l'universo intero, sia composto di sola materia. Gli scienziati infatti pensano che al momento del Big Bang, proprio nel primo secondo, materia e antimateria coesistessero e, quanto meno, avessero eguale probabilità di formarsi, e invece vediamo solo materia e qualche rara particella di antimateria. Per molti versi l'antimateria è la cosa più semplice del mondo da capire, ad esempio l'elettrone, la particella elementare con carica negativa, ha una antiparticella identica ma di carica positiva e se si trovano e vengono in contatto reagiscono sparendo e convertendo la loro massa in energia al 100%. La troviamo in natura, ad esempio in alcune reazioni scatenate dai raggi cosmici, e la sappiamo produrre da tempo con gli acceleratori di particelle, Produrre un intero atomo di antimateria, invece di una sola particella, è parecchio più difficile, ma al Cern ci riescono almeno dal 2002, anno in cui per la prima volta con attrezzature molto simile a quelle usate per questa scoperta, riuscirono a mettere insieme un atomo di antiidrogeno, il più semplice possibile e anche il più interessante per molti versi, dato che l'idrogeno costituisce oltre il 90% della materia visibile di stelle galassie e gas, in pratica dell'intero universo visibile.

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Una giornata di lavoro all'esperimento Asacusa al Cern

«L'importanza del metodo messo a punto - continua Venturelli – è che ora, riuscendo a far viaggiare liberi questi sciami di atomi, siamo anche in grado di studiarne a fondo le caratteristiche, producendo i loro tracciati spettrografici». In parole semplici e senza tradire il senso, possiamo dire che illuminando con microonde, proprio quelle che usiamo nel forno di cucina, questo sciame di atomi, gli scienziati riescono a rivelarne la "firma". Quella di idrogeno e antidrogeno deve essere eguale, altrimenti casca uno dei capisaldi della fisica nucleare, chiamato simmetria Cpt. Uno strumento potente quindi che permetterà di verificare fino ai limiti questa relazione fondamentale.

Materia e antimateria si annichilano quando vengono a contatto, e quindi il problema fondamentale è far vivere abbastanza gli antiatomi per poterli misurare e ad Asacusa ci sono riusciti, utilizzando bassissime energie, al contrario della ricerca del Bosone di Higgs che ha richiesto le energie spaventose che riesce a produrre l'anello di oltre 20 chilometri di diametro di Lhc, il più grande acceleratore di particelle esistente.

Racconti di fantascienza a parte, a partire dal famosissimo Star Trek, le cui astronavi usano fantasiosi e potenti motori ad antimateria, quest'ultima al momento ha applicazioni importantissime nella medicina. Negli ospedali infatti si fa abitualmente uso di antielettroni , o positroni, per scattare istantanee interne del nostro corpo con scanner Pet e si sta studiando l'utilizzazione di fasci di antiprotoni per curare il cancro.

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