Completa simmetria tra materia ed antimateria

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Protoni e antiprotoni sono degli specchi perfetti. Nuovi dati dal Cern ne confermano la perfetta simmetria. I protoni sono specchi perfetti degli antiprotoni: un esperimento condotto al Cern dimostra una perfetta simmetria tra le due particelle, a meno di un’incertezza di appena 16 parti per trilione.

I nuovi dati, dai quali emerge inoltre che protoni e antiprotoni subiscono la gravità nello stesso identico modo, arrivano dalla collaborazione internazionale Base, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature.

Nel mondo subatomico ogni particella ha una sua controparte speculare, identica ma con una carica elettrica inversa, chiamata antimateria. Ogni particella ha dunque una propria antiparticella, una sorta di particella ‘specchio’, le cui caratteristiche sono da anni al centro dell’attenzione dei fisici della materia. La sfida è capire in particolare il perché l’universo che conosciamo sia dominato invece dalla sola materia tradizionale.

L'esperimento del Cern che ha eseguito il confronto più recente fra particelle di materia e di antimateria (fonte: Cern) © ANSA/Ansa
L’esperimento del Cern che ha eseguito il confronto più recente fra particelle di materia e di antimateria (fonte: Cern) © ANSA/Ansa

Producendo gli antiprotoni e studiandone il comportamento in speciali ‘trappole’, dette Penning trap, realizzate nei laboratori del Cern, i ricercatori sono riusciti a migliorare di molto i confronti fatti finora su una delle caratteristiche base dei protoni e della loro controparte, ossia il rapporto tra carica elettrica e massa.

I risultati migliorano di ben 4 volte i confronti realizzati finora e indicano che le due particelle sono perfettamente identiche, con un’incertezza di appena 16 parti per trilione: “Questo risultato rappresenta il test diretto più preciso di una simmetria fondamentale tra materia e antimateria, eseguita con particelle costituite da tre quark, note come barioni, e le loro antiparticelle”, ha osservato Stefan Ulmer, portavoce della collaborazione Base.

L’esperimento ha anche cercato di verificare eventuali anomalie del comportamento degli antiprotoni dovuti all’interazione con il campo gravitazionale terrestre, ma senza evidenziare nulla di significativo. Misurare eventuali anomalie, ossia rotture di questa perfetta simmetria tra materia e antimateria, è considerato lo spiraglio per riuscire a capire come mai, nonostante questa simmetria, una delle due forme di materia abbia preso il sopravvento sull’altra dopo il Big Bang.

Il mondo che conosciamo è infatti formato praticamente al 100% dalla materia ordinaria. Il nuovo esperimento ha però confermato che protone e antiprotone sono perfettamente speculari, così come previsto dalla teoria di riferimento della fisica, il Modello Standard, riducendo così ulteriormente la possibilità di trovare eventuali rotture di simmetria (e quindi superare le teorie attuali) tra materia e antimateria.

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