domenica 15 giugno 2014

L'anomalia della Materia

Il 95% dell'Universo è composto da materia oscura ed energia oscura... e solo lo 0,4% è composto da stelle, pianeti e altro.

Se ne deduce di come sia proprio la materia così come la conosciamo e come siamo abituati a osservarla la vera particolare 'anomalia' ed eccezione dell'Universo.

Per secoli ci siamo concentrati sullo studio della fisica di un 5% dell'universo. Forse migliaia di anni fa qualcuno approfondì il restante 95% attraverso studi che oggi cataloghiamo nell'esoterismo...


Al CERN è stato messo a punto un metodo per misurare la massa gravitazionale dell’anti-idrogeno. È simile all’esperimento della torre di Pisa di Galileo, ma usa l’antimateria.

Il team di ricerca ALPHA del CERN di Ginevra ha recentemente pubblicato su Nature Communications uno studio che analizza il modo in cui l’antimateria risente della gravità. L’obiettivo dell’esperimento ALPHA era la creazione e lo studio dell’anti-idrogeno, il più semplice atomo di antimateria. Gli scienziati hanno però osservato che i dati raccolti nel 2010 e nel 2011 su 434 atomi di anti-idrogeno potevano essere sfruttati anche per ottenere informazioni sulla forza di gravità. Jeffrey Hangst, professore danese e primo autore dell’articolo, ha chiarito che «al momento non possiamo ancora dire se l’anti-idrogeno risenta della gravità o dell’antigravità. Con i nostri studi abbiamo mostrato, per la prima volta, che è possibile compiere misure gravitazionali sull’antimateria. Il prossimo passo sarà migliorare il sistema di misura, per rendere i risultati più accurati.»

Ma se l’esperimento dimostrasse che l’antimateria viene respinta dalla materia ordinaria, anzichè esserne attratta, che cosa cambierebbe? «Tutto. Questo significherebbe che non abbiamo capito nulla sull’evoluzione dell’universo e dovremmo rivedere tutti i nostri modelli. Sarebbe una completa rivoluzione», ha spiegato il Prof. Hangst. «La fisica è piena di teorie secondo cui l’interazione tra materia e antimateria è gravitazionale, e ci sono anche una serie di misure indirette a confermarlo. Ma fino a quando non verrà eseguita una misurazione diretta, non possiamo esserne certi. Questo è ciò che il nostro esperimento dovrà stabilire.»

L’apparato ALPHA funziona come una trappola per antimateria, capace di formare e trattenere l’anti-idrogeno per più di mille secondi. Una volta rilasciati, gli atomi vengono fatti cadere e si osserva da che parte escono dalla trappola. Il procedimento è molto simile all’esperimento della Torre di Pisa di Galileo, l’unica differenza è che al posto delle sferette c’è l’antimateria. «Lasciamo gli atomi in caduta libera, e cerchiamo di capire da che parte si muovono», ha spiegato Jeffrey Hangst. «Al momento non sappiamo ancora da che parte vadano, perchè quando li lasciamo andare si stanno muovendo. È come se facessimo l’esperimento della torre di Pisa lanciando le sferette in direzioni casuali: queste potrebbero salire per un po’, ma poi comunque cadrebbero. 

L’anti-idrogeno invece decade prima di avere il tempo di accorgersi della gravità, poichè urta contro le pareti della macchina prima ancora di iniziare a precipitare.» Anche se interessante e affascinate, la gravità non è in realtà l’obiettivo fondamentale della collaborazione internazionale ALPHA, ma è considerata alla stregua di un hobby. Dall’anno scorso è iniziata la completa ricostruzione dell’apparato sperimentale. La nuova macchina si chiama ALPHA-2 e costerà circa cinque milioni di franchi svizzeri. Il suo obiettivo sarà studiare a fondo le proprietà dell’atomo di anti-idrogeno.

«Ci vuole molto tempo per rendere la macchina funzionante, per questo il nostro team di quaranta persone sta lavorando anche con gli acceleratori del CERN spenti. È un sistema molto complesso, ogni giorno abbiamo nuove sfide da affrontare». E sarà possibile creare altri tipi di atomi di antimateria? «No – ha risposto sicuro Jeffrey Hangst – con il metodo utilizzato attualmente non potremo avere atomi più pesanti dell’idrogeno, è estremamente improbabile che si formi anche un solo nucleo di elio. Tra l’altro, il nostro apparato è in grado di generare appena un atomo di anti-idrogeno per volta».


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