Gli scienziati hanno individuato il nucleo di antimateria più pesante mai rilevato, nascosto in un acceleratore di particelle. Questo peso massimo dell’antimateria, chiamato anti-iperidrogeno-4, è composto da un anti-protone, due anti-neutroni e un anti-iperone. I fisici hanno trovato tracce di questa antimateria tra le tracce di particelle di 6 miliardi di collisioni al Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) del Brookhaven National Laboratory di New York.
Studiando la strana particella, i fisici sperano di scoprire alcune differenze chiave tra materia e antimateria. Questo potrebbero aiutare a spiegare perché il nostro universo è ora pieno di materia, dato che l’antimateria è stata creata in quantità uguali all’inizio del tempo. I ricercatori hanno pubblicato le loro scoperte il 21 agosto sulla rivista Nature (rif.).
Perchè la materia prevale sull’antimateria ?
“La nostra conoscenza fisica sulla materia e l’antimateria è limitata. Hanno cariche elettriche opposte, l’antimateria ha le stesse proprietà della materia, stessa massa, stessa durata di vita prima del decadimento e stesse interazioni”, ha affermato in una dichiarazione il coautore dello studio Junlin Wu. “Perché il nostro universo sia dominato dalla materia è ancora una domanda e non conosciamo la risposta completa”.
Secondo il modello standard della cosmologia, dopo il Big Bang il cosmo giovane era un brodo di plasma ribollente di particelle di materia e antimateria che apparivano all’improvviso e si annichilavano a vicenda al contatto. La teoria prevede che la materia e l’antimateria all’interno di questa zuppa di plasma avrebbero dovuto annientarsi completamente a vicenda. Ma gli scienziati credono che uno squilibrio sconosciuto abbia permesso la produzione di più materia che antimateria, salvando l’universo dall’autodistruzione.
Per indagare cosa potrebbe aver causato questo squilibrio, i ricercatori hanno prodotto particelle di antimateria da un mini simulatore del Big Bang. Il collisore RHIC lancia miliardi di ioni pesanti (nuclei atomici spogliati dei loro elettroni) l’uno contro l’altro, creando una zuppa di plasma da cui emergono brevemente gli elementi primordiali del nostro cosmo, che si combinano e poi decadono.
Gli studi futuri
Per pescare nuove particelle dal mare di plasma, i fisici hanno cercato le tracce rivelatrici prodotte dal decadimento degli ioni, o dalla loro trasformazione in altre particelle. Ripercorrendo le traiettorie di queste particelle da miliardi di eventi di collisione, i ricercatori hanno trovato circa 16 nuclei anti-iperidrogeno-4.
Sia l’iperidrogeno-4 che la sua controparte di antimateria anti-iperidrogeno-4 sembrano scomparire dall’esistenza molto rapidamente. Ma i fisici non hanno trovato una differenza significativa tra le loro vite, il che indica che i nostri migliori modelli che descrivono i due tipi di particelle sono corretti. “Se dovessimo riscontrare una violazione di questa simmetria, dovremmo sostanzialmente buttare via molto di ciò che sappiamo sulla fisica”, ha affermato nella dichiarazione Emilie Duckworth, coautrice dello studio. Il prossimo passo degli scienziati sarà confrontare le masse delle antiparticelle e delle loro particelle opposte, sperando che ciò possa fornire qualche indizio su come si è formato il nostro universo ricco di materia.
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