L'Antimateria Pesa Più della Materia?

L'antimateria è un agglomerato di antiparticelle corrispondenti alle particelle della materia ordinaria. Ad esempio, un atomo di anti-idrogeno è composto da un antiprotone caricato negativamente attorno al quale orbita un positrone (anti-elettrone)caricato positivamente. Nel corso dell'ultimo secolo abbiamo imparato moltissimo riguardo all'antimateria, ma quello che rende difficilissimo studiarla è il fatto che se una particella ed una anti-particella vengono a contatto tra loro, si distruggono. Ma negli ultimi anni sono stati fatti molti progressi in questa direzione, e recentemente un team ha persino segnalato di essere riuscito ad intrappolare dell'anti-idrogeno per più di 1000 secondi! Una delle cose più misteriose riguardo all'antimateria è che non sappiamo se si comporta diversamente nella presenza della gravità, rispetto alla materia normale. E' stato difficile trovare una risposta perché non siamo mai riusciti a far durare l'antimateria abbastanza da studiare come si comporta in dettaglio. Ma ora, un gruppo di fisici dell'Università della California, Riverside, hanno deciso di trovare una risposta. Questa risposta potrebbe speigarci meglio anche perché l'universo sembra non avere alcuna antimateria e perché si espande in maniera sempre più accelerata.

Per prima cosa, i fisici David Cassidy e Allen Mills sono partiti dal positronio (che contiene un positrone ed un elettrone) e li hanno separati per far si che questo sistema instabile possa resistere all'annichilimento per abbastanza tempo da permettere ai fisici di misurare l'effetto della gravità su di esso.

"Usando dei laser, abbiamo eccitato il positronio fino a farlo arrivare a quello che è chiamato "Stadio di Rydberg", che rende l'atomo legato molto debolmente, con l'elettrone ed il positrone che si trovano il più lontano possibile l'uno dall'altro" ha spiegato Cassidy, scienziato del Dipartimento di Fisica e Astronomia, che lavora come assistente nel laboratorio di Mills. "Questo li ferma dal distruggersi l'un l'altro per abbastanza tempo da permetterci di fare gli esperimenti che vogliamo."

Gli atomi di Rydberg sono atomi altamente eccitati. Sono interessanti per i fisici perché molte delle proprietà dell'atomo diventano esagerate. Nel caso del positronio, Cassidy e Mills, professore di fisica e astronomia, erano interessati a far vivere quanto più possibile il loro atomo, per fare i loro esperimenti. Al livello di Rydberg, la vita del positronio aumenta di un fattore tra 10 e 100.

"Ma questo non basta per quello che stiamo cercando di fare" ha speigato Cassidy. "Nel prossimo futuro useremmo una tecnica che impartisce un momento angolare molto alto agli atomi di Rydberg." ha spiegato Cassidy. "Questo rende più difficile il decadimento degli atomi, e potrebbero persino vivere fino a 10 millisecondi, arrivando quindi ad un aumento del fattore di 10.000 rispetto ad oggi, portando gli scienziati un passo più vicino al loro studio."

Cassidy e Mills sono già riusciti a creare positronio di Rydberg in alte quantità, nel loro laboratorio. Il prossimo passo sarà eccitarli ulteriormente per allungare le loro vite fino a qualche millisecondo. Poi creeranno un raggio di questi atomi super-eccitati per studiare il loro movimento in risposta alla gravità.

"Guardiamo alla deflessione del raggio in funzione del tempo di volo, per vedere se la gravità lo sta piegando" ha spiegato Cassidy. "Se scopriamo che l'antimateria e la materia non si comportano allo stesso modo, sarebbe un vero shock per l'intero mondo della fisica. Attualmente si assume che la materia e l'antimateria sono uguale, e differiscono solo per poche proprietà, come la carica. Questo assunto porta a pensare che sia la materia che l'antimateria avrebbero dovute essere create in eguale quantità dopo il Big Bang. Ma non vediamo quasi alcuna traccia di antimateria nell'Universo, quindi i fisici stanno cercando le differenze tra materia e antimateria che potrebbero spiegare questo effetto.

Lo studio è stato pubblicato oggi, 27 Gennaio 2012, sul Physical Review Letters.
Cassidy e Mills si aspettano di trovare una risposta nel prossimo passo dei loro esperimenti, questa estate.

http://www.eurekalert.org/pub_releases/2012-01/uoc--daw012612.php

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