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                                            Antimateria                                  

 

«Antimateria», concetto difficile da comprende­re, è un termine utilizzato per descrivere determi­nati tipi di particelle subatomiche studiate nella fisica quantistica. A livello elementare, tutta la materia è costituita di atomi, a loro volta costituiti da elettroni, protoni, neutroni e molte particelle ancora più piccole, tutti noti come particelle sub­atomiche. Durante gli anni '50 e '60 del secolo scorso fu dimostrato che ogni particella subatomi­ca ha una corrispondente «antiparticella», che ha la stessa massa di una particella data ma proprietà elettriche o magnetiche opposte. Nell'insieme, queste antiparticelle sono conosciute come «anti­materia».

Nel 1930, lo scienziato Paul Dirac propose un approccio radicalmente nuovo al problema del movimento degli elettroni nei campi magnetici. La sua teoria fu la prima a utilizzare in maniera cor­retta la teoria di Einstein su una relatività speciale in questo contesto.

Dirac avanzò l'idea che la teo­ria quantistica, utilizzata per descrivere il compor­tamento degli elettroni, richiedesse in realtà, in questo caso, un altro tipo di particella, con la stes­sa massa dell' elettrone, ma con una carica positiva invece che negativa. Queste particelle vennero battezzate «positroni» e così nacque la teoria del­l'antimateria.

Stando ai pronostici di Dirac, tutte la particelle devono avere un' equivalente antimateria, di modo che la massa di una qualsiasi antiparticella è iden­tica a quella della corrispondente particella. Tali antiparticelle mostrano segni di cariche contrarie ­per esempio, un protone caricato positivamente avrà come sua variante un protone antimateria caricato negativamente. Da allora, l'esistenza del­l'antimateria è diventata un pilastro fondamentale della teoria quantistica.

Le teorie moderne della fisica delle particelle e della teoria quantistica avanzano l'idea che mate­ria e antimateria esistessero in quantità eguali nei primissimi stadi della creazione dell'universo dopo il «big bang». Ciò, tuttavia, costituisce oggi una sorta di rompicapo, dal momento che in realtà l'antimateria è altamente instabile e non si presen­ta naturalmente sulla terra. Qualsiasi antimateria creata in laboratorio viene immediatamente distrutta nel momento in cui incontra le corrispon­denti particelle di materia: il conseguente annientamento crea energia pura. Tale energia viene poi esportata da ulteriori particelle, che possono a loro volta disintegrarsi in altre particelle. Perciò, dove sono le quantità eguali di antimateria che dovrebbero esistere, insieme a tutta la materia che possiamo osservare nell'universo? I dati raccolti, attualmente dalla NASA lasciano intendere che nuvole di antimateria possano essere visibili al centro della galassia, ma che nel complesso la materia domina l'universo. La teoria dell' antima­teria ci lascia più domande che risposte, ma potrebbe custodire il segreto che spiega una volta per tutte come è stato creato l'universo.

È possibile imbrigliare in questo modo l'energia nell'antimateria? La rispo­sta è sì... forse... o per lo meno non in questo momento, in ogni caso. In effetti, la collisione e l'annientamento che scaturiscono quando l'anti­materia e la materia si incontrano creano il poten­ziale per un enorme sprigionamento di energia, che risulterebbe, però, incredibilmente difficile non solo da catturare e isolare dalla materia, ma anche da controllare. I ricercatori della NASA hanno supposto che un simile rilascio di energia potrebbe essere imbrigliato come parte di un siste­ma di propulsione antimateria/materia sviluppa­bile in un' epoca futura per i viaggi nelle profondi­tà interstellari. Gli scienziati che operano in istitu­zioni come il CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) in Svizzera hanno lavorato con gli acceleratori di particelle per cercare di crea­re un'antimateria in grado di essere imbrigliata e controllata.

In effetti, nel 2002 al CERN sono riusci­ti a creare un «antiatomo» - un nucleo con un anti­protone più un antielettrone -, il che è stata un'im­presa stupefacente. In realtà, pare che non siano tanti i complessi livelli di tecnologia coinvolti nella produzione dell' antimateria a essere proble­matici, quanto piuttosto i costi economici di una simile operazione.

Le potenziali conseguenze della produzione di antimateria si sono fatte strada nella cultura

moderna e nei media. Nel 1950 Isaac Asimov, in I, Robot - da cui in seguito è stato tratto un film di cassetta con Will Smith - immaginò che un robot potesse essere dotato dell' equivalente di un cer­vello attraverso un elemento di antimateria che avrebbe imitato i neuroni umani. Anche tanti altri libri nonché i programmi e i film TV di science-fic­tion hanno sfruttato l'antimateria sia come stru­mento di perversa distruzione che come sistema di

propulsione (vedi ad esempio Star Trek).