Catturata l’antimateria: che significa?

Più unico che raro, alla fine è uscito fuori. Il nucleo di antimateria più pesante al mondo è stato catturato dai ricercatori del Relativistic Heavy Ion Collider (Rhic), l’acceleratore di particelle che si trova nei laboratori nazionali di Brookhaven, a Long Island, sotto la direzione del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti. Si tratta dell’ antielio-4, o particella anti-alpha, ed è una frazione piccolissima dei miliardi di particelle che si formano riproducendo in laboratorio le collisioni tra ioni che hanno caratterizzato i primi istanti di vita dell’ Universo.

L’ Rhic, così come il Large Hadron Collider (Lhc) di Ginevra, sono piccole “macchine da Big Bang” che lavorano ricreando le condizioni presenti alla nascita dell’Universo al fine di individuare le cosiddette particelle madri, cioè le prime particelle da cui si è originato anche il nostro pianeta. Per farlo, costringono ioni o particelle subatomiche a collidere con velocità prossime a quelle della luce, andando poi ad analizzare i prodotti di questi incidenti nucleari. I ricercatori dell’RHIC, che lavorano per il progetto internazionale Star in cui sono coinvolti 54 centri di ricerca di 12 paesi, sono partiti da fasci di ioni d’oro e, dopo circa un trilione di collisioni hanno individuato 18 nuclei di antielio-4, nascosti tra circa 500 miliardi di particelle.

Un antielio-4 è formato da due antiprotoni e due antineutroni tenuti assieme da un legame stabile che non va incontro a decadimento radioattivo. Ha carica elettrica negativa due volte superiore a quella di un elettrone, e una massa circa quattro volte quella di un protone. Questa caratteristica lo rende il nucleo di antimateria più pesante al mondo, un record che probabilmente durerà a lungo. Come spiegano i ricercatori su Nature, infatti, nuclei di antimateria più pesanti che non vanno incontro a decadimento radioattivo sono milioni di volte più rari, impossibili da catturare con le attuali tecnologie. “Finché non miglioreremo la tecnologia degli acceleratori o scopriremo nuovi modi per produrre particelle – spiega il direttore del programma Rhic Steven Vigdor – è molto probabile che l’antielio-4 rimarrà a lungo il nucleo di antimateria stabile più pesante mai conosciuto”.

Ma perchè tanto clamore per la notizia? Scoprire la velocità con cui si formano queste particelle potrà fornire informazioni preziose sulla natura dell’Universo. Una delle grandi sfide degli astrofisici è quella di capire dov’è andata a finire tutta l’antimateria formatasi in seguito al Big Bang. Nonostante la grande esplosione che ha dato origine al Cosmo abbia liberato eguali quantità di materia e antimateria, infatti, oggi l’Universo sembra formato quasi esclusivamente dalla prima. In questo senso, la scoperta dell’antielio-4 è fortunatamente coincisa con il lancio dell’ Endeavour, lo shuttle equipaggiato con l’ Alpha Magnetic Spectrometer (Ams) che andrà alla ricerca dell’antimateria nello Spazio.

La missione, frutto di una collaborazione internazionale coordinata dal Dipartimento Usa per l’Energia a cui l’Italia partecipa con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, potrà fornire dati importanti a riguardo. “Se l’AMS rileverà nuclei di antielio-4 – spiega Hank Crawford, un ricercatore Star dell’ Università della California – allora significherà che ci sono nel nostro Universo grandi quantità di antimateria segregate dalla materia”. Insomma, altre stelle, altri mondi.

La scoperta del nucleo di antimateria più pesante al mondo arriva anche in concomitanza a un’altra notizia eccitante. Una fuga di informazioni dai laboratori del Cern, dove si trova l’LHC, rivela che i ricercatori potrebbero avere finalmente intercettato l’elusivo bosone di Higgs, la particella di Dio che dovrebbe spiegare perché la materia intorno a noi ha una massa. In realtà, la notizia potrebbe risolversi in un nulla di fatto, in termini matematici un’anomalia statistica senza significato. Ma stuzzica l’immaginazione di tutti, perché ci avvicina sempre più a svelare i misteri dell’Universo, della sua materia e dell’antimateria.