Primo piano dell'apparato ALPHA. Credito:CERN
Un'indagine condotta dal Canada ha aperto un nuovo capitolo nella ricerca sull'antimateria. In uno studio pubblicato oggi in Natura , la collaborazione ALPHA, che comprende 50 fisici di 17 istituzioni, riporta la prima osservazione dettagliata di righe spettrali da un atomo di antimateria.
"Le linee spettrali sono come le impronte digitali, ", afferma l'autore principale Michael Hayden, un professore di fisica della Simon Fraser University. "Ogni elemento ha il suo modello unico."
C'è una (possibile) eccezione:si crede che materia e antimateria siano immagini speculari l'una dell'altra, e quindi le righe spettrali degli atomi di antimateria dovrebbero essere esattamente le stesse di quelle delle loro controparti atomiche normali. Non è noto se questo sia vero o meno. Fino ad ora, gli scienziati hanno avuto solo scorci di righe spettrali di antimateria, e i confronti con le righe spettrali della materia normale sono stati grossolani.
La collaborazione ALPHA studia l'antiidrogeno, la controparte di antimateria dell'atomo di idrogeno ordinario. I loro risultati sperimentali mostrano un particolare insieme di righe spettrali nell'antiidrogeno che corrispondono molto bene a quelle nell'idrogeno. Il team prevede di ingrandire molto più da vicino per verificare se esistono discrepanze sottili tra i due atomi su una scala ancora più fine.
Condotto presso il laboratorio del CERN di Ginevra, la ricerca prevede l'irradiazione di atomi di antiidrogeno con microonde, simili a quelli utilizzati per comunicare con i satelliti. Quando questo è fatto, gli antiatomi rivelano la loro identità emettendo o assorbendo energia a frequenze ben precise. quel modello, o spettro, di frequenze corrisponde alla "impronta digitale" descritta da Hayden.
"Una delle sfide che affrontiamo è che materia e antimateria si annientano quando entrano in contatto l'una con l'altra, "dice Justine Monaco, un dottorando di fisica SFU. "Dobbiamo tenerli separati. Non possiamo semplicemente mettere i nostri anti-atomi in un normale contenitore. Devono essere intrappolati o tenuti all'interno di una speciale bottiglia magnetica".
"Studiando le proprietà degli anti-atomi speriamo di saperne di più sull'universo in cui viviamo, " dice Hayden. "Possiamo produrre antimateria in laboratorio, ma non sembra esistere naturalmente se non in quantità minuscole. Perchè è questo? Semplicemente non lo sappiamo. Ma forse l'antiidrogeno può darci qualche indizio".