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Materia e antimateria: l’asimmetria all’origine del Cosmo

Le leggi matematiche con cui i fisici descrivono la struttura dell’atomo prevedono che, oltre alla materia ordinaria, esista anche un’altra forma di materia: la cosiddetta antimateria, formata da antiparticelle del tutto identiche a quelle che ci circondano salvo per il fatto di avere cariche opposte.
…quando particelle ed antiparticelle entrano in contatto fra loro, tendono molto rapidamente ad annichilirsi, ovvero a fondersi l’una con l’altra, trasformando tutta l’energia in loro possesso in radiazione elettromagnetica: una forma di energia analoga alla luce ed alle onde radio ma di intensità molto maggiore.
Si tratta di una delle delle più spettacolari evidenze del fatto che la massa (e dunque la materia) non è altro che una particolare forma di energia, come previsto dalla teoria di Einstein.
(da Scienzapertutti)
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Per ogni particella (materia) c’è la corrispondente antiparticella (antimateria). Un’antiparticella è identica alla sua particella sotto ogni aspetto, tranne che per la carica, che è opposta. Per esempio, il protone ha carica elettrica positiva, e l’antiprotone ha carica elettrica negativa; ma hanno la stessa identica massa, perciò sono soggetti alla gravità nella stessa identica maniera.
Quando una particella e la sua antiparticella si incontrano, si annichilano in energia pura. Questa energia può dar vita a particelle, prive di carica, mediatrici di forza, come fotoni, bosoni Z, o gluoni.

Il simbolo di un’antiparticella è un trattino (barra) sopra il simbolo della corrispondente particella materiale. Per esempio, un protone ( ) ha un’antiparticella indicata da , “pi-barrato”. L’antiparticella di un protone è chiamata antiprotone. L’antiparticella di un elettrone (e-) è il positrone (e+).
(per saperne di più…)
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2011

MILANO – Un altro piccolo passo, ma questa volta importante per smascherare i segreti dell’antimateria. Al Cern di Ginevra gli scienziati dell’esperimento Alpha sono riusciti a generare e intrappolare 300 anti-atomi di anti-idrogeno con tempi varabili fino a 16 minuti e 40 secondi. Un tempo enorme rispetto al passato quando si contavano al massimo frazioni di secondo. Il risultato ha fatto brindare i ricercatori perché le antiparticelle quando sono tenute in vita da 10 a 30 minuti è possibile anche studiarle, sottolinea Jonathan Wurtele dell’Università di Berkeley e parte del gruppo internazionale che lavora con Atlas.
STUDIO – Il passo successivo è ora quello di indagare le loro caratteristiche facendo ricorso a laser e microonde. In questo modo si spera di rivelarne le proprietà e capire eventualmente come differiscono dai normali atomi di idrogeno. L’idrogeno è l’elemento più diffuso dell’universo. I loro antiatomi hanno una carica elettrica contraria e il primo obiettivo è quello di vedere se manifestano un comportamento che viola le leggi di simmetria finora ipotizzate secondo le quali idrogeno e anti-idrogeno dovrebbero avere lo stesso spettro.

DOMANDE – «Ogni violazione», dice Jeffrey Hangst della Aarhus University e coordinatore dell’esperimento, «dovrebbe richiedere un serio ripensamento della nostra conoscenza della natura». Ma indagare con le microonde gli antiatomi non è facile: basta sbagliare la frequenza perché il test fallisca. Con quella giusta invece si potrà stabilire se assorbono la stessa energia rispetto ai loro confratelli. In origine l’universo dopo il big bang aveva materia e antimateria, ma quest’ultima è scomparsa ed è prevalsa la materia. Come mai?, si chiedono gli scienziati. E dove è andata a finire? Qualcuno ipotizza che l’energia oscura che riempie il 75 per cento del cosmo abbia a che fare con l’antimateria finora mai scoperta. Per cercarla nello spazio è stato appena avviato sulla stazione spaziale l’esperimento Ams guidato dal Nobel Samuel Ting e Roberto Battiston dell’Infn. Il cuore di queste indagini è sempre il Cern diventato ormai il laboratorio più importante per dare la caccia all’antimondo, se esiste.
Giovanni Caprara

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La domanda che apre questo post vuol essere uno stimolo a riflettere sull’abissale ignoranza della reale natura dell’universo e della nostra stessa esistenza.
Sembriamo tribù di primitivi intorno agli sciamani e ai tabù religiosi.
Dove non comprendiamo ci affidiamo a culti e libri sacri, incapaci di sottrarci alla paura che avalla l’ignoranza.
Dovremmo invece imparare a chiederci il perché di tutte le cose, e non accontentarci mai di teorie cristallizzate nei secoli in strettoie per la mente.
Nessuno di noi conosce veramente ciò che è, ma quel poco che la scienza ha appurato, almeno quello, dovrebbe essere insegnato perfino ai bambini, così come viene insegnato l’alfabeto.
Sono sicura che se ciascun essere umano avesse la cognizione della propria realtà materica, sarebbe un essere migliore, capace di rapportarsi alle leggi che regolano il cosmo con sempre maggiore ansietà di conoscenza, affascinato e grato della misteriosa bellezza del suo esistere.
Lo spirito che ci anima, e che pervade ogni forma d’esistenza, è forse l’antitesi alla sostanza scrutabile, ma non del tutto imperscrutabile, poiché intuibile e sperimentabile.
Se fossimo tutti consapevoli, da piccolissimi, di essere luce, energia, particelle in assetto variabile, saremmo forse consapevoli di essere anche antiparticelle di una luce più grande che ci configura e ci contiene.

cb