Il gruppo di ricerca ALPHA - Foto: Maximilien Brice/CERN
in foto: Il gruppo di ricerca ALPHA – Foto: Maximilien Brice/CERN

Come riportato su un articolo di Nature, i ricercatori dell'esperimento ALPHA del CERN di Ginevra sono riusciti, per la prima volta, a studiare lo spettro di un atomo di anti-idrogeno. In altre parole, grazie ad un fascio luminoso sono riusciti ad ottenere un “identikit” di un atomo di antimateria, ossia la materia le cui particelle hanno la stessa massa ma carica elettrica opposta rispetto a quelle della materia. Dai risultati emerge la prima verifica sperimentale di quella che prima era solo un’ipotesi: lo spettro ricavato infatti non mostra differenze rispetto allo spettro di un atomo di idrogeno, a conferma delle teorie fisiche oggi considerate valide. "L'obiettivo era capire se l'antiatomo funziona come un atomo", ha dichiarato Fernando Ferroni, presidente dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn),.

Ma facciamo un passo indietro. L'antimateria è la materia costituita dalle cosiddette antiparticelle, uguali per massa alle particelle ordinarie, ma con alcuni "numeri" di segno opposto, come la carica elettrica. Le leggi che governano le combinazioni di antiparticelle per formare antielementi e antimolecole sono simmetriche rispetto a quelle che governano la materia. Quando una particella e un'antiparticella vengono a contatto si verifica il cosiddetto fenomeno di annichilazione, nel quale la materia si trasforma in radiazione (o per dirla in modo informale, sparisce). Quello che sappiamo è che agli albori dell’Universo, poco dopo il Big Bang, materia e antimateria esistevano in quantità pressochè simili. Tuttavia oggi la materia è quasi onnipresente nell’Universo, a dispetto dell’antimateria che è praticamente introvabile. Se le cose fossero andate diversamente, e la materia e l’antimateria si fossero annichilite maggiormente, l’Universo non sarebbe quello che conosciamo, e quasi certamente la vita non sarebbe stata possibile. Tuttavia le ragioni che hanno portato a questa situazione sono tutt’ora un mistero e oggetto di studio.

Studiare l'antimateria dunque, può aiutarci anche nella comprensione della storia del nostro Universo. La difficoltà principale nello studio dell'antimateria è che oltre ad essere impossibile da trovare, se questa viene a contatto con la materia si annichilisce. Gli scienziati di Ginevra, per compiere il loro esperimento, hanno prima creato le antiparticelle in laboratorio, e poi utilizzato forti campi magnetici per intrappolarle in un vuoto: in questo modo è stato possibile conservare le antiparticelle per 15 minuti, tempo sufficiente per illuminarle con un raggio laser da cui ricavarne lo spettro in uscita.

"Utilizzare un laser per osservare la transizione in anti-idrogeno e compararla all'idrogeno per vedere se entrambi obbediscano alle stesse leggi della fisica è sempre stato un obiettivo chiave per la ricerca sull'antimateria", spiega Jeffrey Hangst, portavoce del progetto ALPHA. "Siamo davvero felicissimi di essere finalmente in grado di dire che l'abbiamo fatto. Per noi è qualcosa di davvero grosso. In effetti, è qualcosa di grosso per chiunque: comprendere le proprietà dell'antimateria è qualcosa che potrebbe consentirci di comprendere l'Universo, le sue origini e persino la nostra stessa esistenza nella forma che conosciamo.”