Fisica, scienziati manipolano per la prima volta l’antimateria: raffreddata con il laser

Con il termine antimateria, ci si riferisce a una serie di particelle subatomiche le cui proprieta’, come ad esempio la carica elettrica, si oppongono a quelle tipiche della materia ordinaria. L’osservazione e lo studio di queste particelle presentano diverse sfide, perche’ l’antimateria tende ad annichilirsi appena entra in contatto con la materia ordinaria. Ora per la prima volta, gli scienziati della collaborazione ALPHA del CERN, della Swansea University, dell’University of British Columbia, dell’Universita’ di Manchester e dell’Universita’ della California a Berkeley sono riusciti a manipolare l’antimateria con l’uso di un sistema laser. Per descrivere i risultati del loro studio, che ha portato al raffreddamento di atomi di anti-idrogeno, gli scienziati hanno pubblicato un articolo sulla rivista Nature.

Da quando e’ stato testato per la prima volta quattro decenni fa, l’uso del laser per raffreddare gli atomi di base ha cambiato la comprensione della fisica, tanto che molti scienziati impegnati in esperimenti di questo tipo sono stati insigniti del riconoscimento Nobel. Il team ha utilizzato un sistema laser progettato in Canada per raffreddare il campione di antimateria fino a temperature vicine allo zero assoluto, pari a circa -273°C.

Gli scienziati hanno utilizzato la tecnica laser per raffreddare dell’anti-idrogeno, un atomo composto da un anti-protone, un protone con carica negativa, e un positrone, un elettrone con carica positiva. I ricercatori hanno notato che mentre il laser colpisce il campione, intrappolato magneticamente, in una direzione, la trappola magnetica agisce tridimensionalmente. “I risultati ottenuti oggi – dichiara Takamasa Momose, membro del team canadese della collaborazione ALPHA – rappresentano il culmine di un programma di ricerca e ingegneria di un anno di lavoro. Questo approccio potrebbe aiutare a rispondere a interrogativi sul modo in cui l’antimateria risponde alla gravita’ e sulla simmetria in fisica”.

I campioni di antimateria potrebbero portare a una comprensione piu’ profonda di questa realta’ fisica e far luce su alcune delle leggi fondamentali che governano l’Universo, come il problema di asimmetria barionica, che si riferisce allo squilibrio osservato tra materia e antimateria nella realta’ osservabile. “E’ stato un sogno un po’ folle manipolare l’antimateria con il laser – commenta Makoto Fujiwara, collega e coautore di Fujiwara – siamo davvero entusiasti”. Il gruppo di ricerca sta ora partecipando a un altro progetto che mira a sviluppare nuove tecniche quantistiche per ulteriori studi sull’antimateria.