Fisica: catturato il super nucleo di antimateria

Era stato l’LHC (Large Hadron Collider) del Cern di Ginevra a intrappolare l’anti-idrogeno. Seguendo la gerarchia di un’ipotetica anti-tavola periodica, stavolta tocca all’elio, anzi al suo ‘anti’. La notizia arriva da Upton, Long Island, ed è stata pubblicata su Nature.

Nell’acceleratore RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider), con l’ausilio della TPC (Time Projection Chamber) – progettati per studiare la materia dell’universo primordiale – dei laboratori di Brookhaven del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, le collisioni hanno prodotto 18 nuclei di anti-elio4, anche conosciuto come ‘particella Alfa’. Per capire perché questa scoperta rende entusiasti fisici teorici e delle particelle, bisogna tener presente che l’elio – secondo elemento più abbondante nell’universo dopo l’idrogeno – è indispensabile per la vita delle stelle, come il nostro Sole, e che si tratta di un esempio di quell’anti-materia di cui si è persa ogni traccia dopo l’origine dell’universo. Questo per le previsioni teoriche della fisica, secondo cui la materia come la conosciamo avrebbe prevalso su quella di massa uguale ma con caratteristiche sub-atomiche, come carica elettrica, numeri quantici, barionici e spin, opposte.

Non è la prima volta che gli acceleratori riescono nell’impresa di ricreare frammenti di antimateria (nel corso degli anni è stato più volte osservato l’anti-elio3, con un solo anti-protone a differenza dell’elio ordinario che conta due protoni e due neutroni), ma il risultato di Brookhaven stabilisce un record importante. La produzione di anti-elio è, infatti, statisticamente molto difficile da ottenere e allo scopo ci sono volute miliardi di collisioni tra ioni pesanti di oro ad alta energia. Sono state ricreate le stesse, teoriche, condizioni dell’universo un milionesimo di secondo dopo il Big Bang, quando materia e antimateria esistevano in quantità identiche. Esattamente come nelle dinamiche primordiali, nell’esperimento Star – questo il nome della collaborazione che riunisce 54 centri di ricerca di 12 Paesi – materia e antimateria hanno iniziato ad eliminarsi a vicenda, ma alcuni nuclei di anti elio4 sono sopravvissuti e subito rilevati. Considerando, inoltre, che il tasso di produzione dell’elemento subito successivo (l’anti-litio) è più di due milioni di volte inferiore a quello dell’anti-elio, questa potrebbe rimanere a lungo l’anti particella più pesante mai osservata.

Improbabili sono rivoluzioni tecnologiche negli acceleratori a breve termine, una svolta di qualche tipo potrebbe arrivare, per il momento, solo da esperimenti completamente nuovi, come la prossima missione dello shuttle Endeavour, con partenza prevista per il 29 aprile. Lo shuttle raggiungerà la Stazione Spaziale Internazionale, installando l’Alpha Magnetic Spectrometer, progettato per osservare i raggi cosmici a caccia di antimateria superstite. Se l’AMS dovesse rilevare anti particelle naturali, questo potrebbe dimostrare l’esistenza di anti-stelle o anti-galassie. Mettendo da parte suggestioni da science fiction su universi paralleli – l’eventuale scoperta darebbe l’etichetta ‘anti’ a corpi celesti probabilmente già osservati – sarebbe un obiettivo davvero importante per capire meglio la materia, l’universo e le leggi fisiche che lo governano. Con ripercussioni forse impensabili nella vita quotidiana: quando materia e antimateria si incontrano, si annichiliscono, sviluppando altissimi valori di energia che, se incanalata e gestita potrebbe essere un’alternativa praticamente inesauribile.