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Atomi di anti-idrogeno vivono per circa un decimo di secondo: un vero record nella storia dell’antimateria.

Postato da on nov 25th, 2010 e file sotto Primo Piano. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0. You can leave a response or trackback to this entry

Siamo qui con la dottoressa Catalina Curceanu, ricercatrice dell’Istituto nazionale di Fisica Nucleare di Frascati, per parlare di scoperte scientifiche e più nello specifico delle ultime scoperte del CERN di Ginevra sull’antimateria. Cosa ci può raccontare a questo proposito?
Questo senza dubbio è un argomento molto affascinante, proprio in questo periodo, anche con un articolo apparso su “Nature”, è stata data la notizia che il CERN è riuscito a mantenere in vita un numero di atomi di anti-idrogeno, in particolare 38, per un tempo di circa un decimo di secondo. Questo rappresenta un vero record.
Un record? Perché prima fino a dove si era arrivati?
Diciamo che la scoperta dell’antimateria non è un fatto recente. L’antimateria è fatta di antiparticelle che da un punto di vista teorico sono state “scoperte” alla fine degli anni venti del secolo scorso da Dirac, mentre nel 1932 è stata scoperta e misurata, da Anderson, la prima antiparticella, quella dell’elettrone, in particolare il positrone. Per arrivare all’antiprotone ci sono voluti altri vent’anni, mentre per arrivare al primo atomo, in particolare l’antiatomo dell’idrogeno, il cosiddetto anti -idrogeno, bisogna aspettare il 1995, quando a Ginevra sono stati creati per la prima volta nove atomi di anti-idrogeno. Per arrivare alla creazione di un numero maggiore di antiatomi, bisognerà, sempre al CERN di Ginevra, aspettare il 2002, con l’avvento di una nuova strumentazione, di nuovi acceleratori di antiprotoni. A quel punto migliaia di atomi di anti-idrogeno sono stati creati, in particolare durante due esperimenti che hanno fatto storia: Atrap e Athena.
Questo tipo di sperimentazione quali conferme dovrebbe dare da un punto di vista teorico e dell’avanzamento della ricerca?
Prima di tutto è importante spiegare perché, malgrado siano passati, ormai, quasi dieci anni dalla creazione di migliaia di questi antiatomi, l’aver creato, di recente, 38 atomi che resistano per circa un decimo di secondo sia così importante. L’obiettivo dei fisici è quello di riuscire a studiare questa antimateria e vedere quali sono le leggi fondamentali della fisica che reggono quel mondo. È fondamentale, quindi, che questi antiatomi non scompaiano immediatamente, ma che vivano un tempo abbastanza lungo che ci permetta di studiarli; da qui nasce l’importanza dei risultati del CERN di questi giorni, risultati ottenuti grazie ad un avanzamento delle tecniche sia nell’utilizzo degli antiprotoni, che nella capacità di combinarli con i positroni così da creare questi atomi di anti-idrogeno. Prima gli atomi che venivano creati vivevano un tempo troppo basso per poter essere studiati, ad oggi, invece, si è aperta la strada per poter studiare questi atomi di anti-idrogeno in maniera seria, così da riuscire a comprendere se le leggi nel mondo dell’antimateria sono, come pensiamo, uguali oppure, e questo sarebbe davvero sconvolgente, no, al mondo della materia.
Quindi voi presupponete che le leggi della fisica che regolano il mondo della materia siano uguali a quelle che regolano il mondo dell’antimateria, quindi le leggi che si applicano all’atomo di idrogeno dovrebbero andare bene anche per l’atomo di anti-idrogeno?
L’atomo di anti-idrogeno dovrebbe essere uguale dal punto di vista dei decadimenti, della spettroscopia rispetto all’atomo di idrogeno. Noi vogliamo studiare l’anti-idrogeno e confrontarlo con l’atomo di idrogeno che noi conosciamo molto bene. Pensiamo, che una volta studiato, troveremo le stesse caratteristiche. Questo, fino ad adesso, non era mai stato fatto perché non avevamo la possibilità di farlo.
Ma se non fossero regolati dalle stesse leggi questo comporterebbe una rivisitazione di tutte le teorie fino ad oggi applicate?
Sarebbe una scoperta sconvolgente che aprirebbe la strada per delle modifiche alla fisica attuale. Un altro settore dove la strada agli studi è stata aperta, ma c’è ancora molto da fare, è quello che studia come l’antimateria si comporta in campo gravitazionale. Noi tutti pensiamo che l’antimateria nel campo gravitazionale subisca, analogamente alla materia, un’attrazione gravitazionale, ciò non toglie che questo, però, non sia mai stato comprovato dal punto di vista fisico, oltretutto eravamo ancora lontani dal riuscire a provarlo, mentre adesso siamo un passo più vicini a riuscire a confermarlo.
Quinti l’antimateria subirebbe la stessa attrazione gravitazionale della materia?
Si, dovrebbe, anche se ci sono alcune teorie esotiche che sostengono che l’antimateria dovrebbe subire un effetto antigravitazionale, quindi, invece di essere attratta verrebbe respinta.
Ad, oggi, però gli studiosi hanno affermato che nella realtà l’antimateria non esiste, vero?
In effetti, il fatto che l’antimateria non esista nell’universo che conosciamo fatto di materia è uno dei grandi misteri della fisica attuale. Noi pensiamo che all’origine del Big Bang la materia e l’antimateria fossero nate in quantità uguali e per questo permane il mistero su che fine abbia fatto l’antimateria, visto che, ad oggi, non ce n’è traccia nell’universo. Questo è un argomento che ci tiene impegnati; tanti laboratori stanno studiando delle idee, alcune comprovate, che partono dall’analizzare delle caratteristiche delle antiparticelle che le rendono diverse dalla particelle, ad esempio. Questo è un argomento ancora ricco di mistero, anche se alcune prove sperimentali hanno aperto la strada per capirlo completamente in futuro.
Se la materia e l’antimateria vengono a contatto è vero che si annullano?
Sì, subiscono un processo di annichilazione.
Questo processo potrebbe riguardare il momento iniziale in cui materia e antimateria si sono divise dando origine all’universo, è un’ipotesi plausibile oppure no?
Quest’idea che la materia e l’antimateria possano essersi divise dando origine a due universi “paralleli” era una teoria che circolava decine di anni fa. Ad oggi, nonostante ci siano ancora teorie che si basano su quest’idea, siamo ritenuti a credere che l’antimateria sia effettivamente scomparsa.
Tuttavia possiamo affermare che la fisica e la ricerca sono in un continuo viaggio, dove le teorie possono avere dalla realtà o dagli esperimenti conferma come non averla, giusto?
Assolutamente sì, questa è l’essenza della ricerca e non solo in fisica, ma nelle scienze in generale.
Lei voleva consigliarci un libro, vero?
Sì, un volume che contiene anche un capitolo dedicato a questa materia e si chiama “50 grandi idee di fisica”di Joanna Baker. Proprio in questo libro c’è una frase che voglio citarvi sul tema della ricerca, detta da Paul Dirac, il fisico che ha scoperto teoricamente l’antimateria, e che recita “ nella scienza si cerca di dire alla gente qualcosa che nessuno sapeva prima in modo da essere compresi da tutti, nella poesia, invece, è esatto l’opposto”.
Tornando, invece, all’esperimento di Ginevra, questa scoperta, in termini pratici, cosa porta nella vita delle persone comuni? Può dare qualcosa?
Certo, la ricerca e la scienza danno sempre qualcosa in più. La possibilità di poter studiare l’antimateria, come in questo caso, potrà avere delle ricadute, anche inaspettate, sulla vita di tutti, non subito magari, ma tra venti o trentanni. Un esempio dell’applicazione di questi studi nella vita “reale” potrebbe essere la PET, Positron Electron Tomography, che viene adoperata negli ospedali per scoprire eventuali tumori o per studiare alcune funzionalità del cervello, ad esempio, è stato fatto uno studio su quale parte del cervello viene attivata quando si legge ed è emerso che in ogni parte del mondo, in qualsiasi cultura, che si leggano gli ideogrammi o il cirillico, viene attivata sempre la stessa parte.
Vorrei concludere questa intervista cambiando completamente argomento, dottoressa ma è vero, come spesso si dice, che alla gente non interessa la ricerca scientifica? Che la gente comune, visto anche il momento drammatico, cerca solo risposte alle sue problematiche contingenti? La ricerca scientifica potrà mai diventare amica della gente?
Io penso che lo sia già, a darcene conferma sono le molteplici prove che abbiamo sotto gli occhi, ad esempio il fatto che la vita media delle persone si sia allungata, questa è una ricaduta della ricerca scientifica che contribuisce anche nel campo della salute. Ma al di là delle molte testimonianze della presenza della scienza nelle nostre vite c’è un altro aspetto che vorrei evidenziare e che purtroppo passa poco e, spesso, nelle scuole italiane, anche male; quello che la ricerca ha già un valore intrinseco, un valore che ci distingue dal resto della natura, la passione per la conoscenza è già di per sé un grandissimo valore. Le ricadute sono molto importanti, ma il vero motore è la nostra curiosità. Anche se va sottolineato come tutti gli ambiti della ricerca scientifica possano contribuire a risolvere i problemi della gente.
Quindi sarà possibile un mondo migliore utilizzando la ricerca come fulcro?
La ricerca ha un ruolo importante, ma non è la sola a poter dare delle risposte. La politica e la strategia sono ugualmente importanti, serve più dialogo, più serietà nel fare le cose. La scuola, ad esempio, è il pilastro del futuro, la ricerca e i ricercatori sono il risultato di un sistema scuola che funziona, io sono un po’ preoccupata da questo punto di vista.


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