Scienze

Al Cern vogliono trasportare l'antimateria. Su un furgone

Sarà un processo che avverrà su un camioncino appositamente attrezzato che non dovrà permettere alla materia di toccare la materia, altrimenti sarà l'annichilazione.

La parola antimateria ha sempre colpito la nostra fantasia perché -scontrandosi con la materia - produce un'enorme quantità di energia e l’annichilazione di entrambe, materia e antimateria.

Se da un lato fa pensare alla fantascienza e alle astronavi del futuro - il motore dell'Enterprise di Star Trek va proprio ad antimateria - dall'altro fa sorgere la paura di esplosioni con risultati estremamente peggiori rispetto alle bombe atomiche che oggi siamo in grado di costruire.

L'antimateria, che altro non è che materia le cui particelle hanno cariche diametralmente opposte alla materia a noi nota, venne prodotta in grandi quantità con il Big Bang, ma in seguito allo scontro con la materia sembra che ora non ne esista più.

Oggi, l'antimateria viene prodotta in alcuni acceleratori di particelle ed è utilizzata per studiare complessi processi fisici che avvengono nel cuore dei nuclei atomici.

La struttura che produce antimateria al CERN.

Furgoni speciali. Ma laddove ci sono le macchine per realizzare tali esperimenti non sempre esistono anche le macchine in grado di produrre l'antimateria. Per questo motivo il Cern di Ginevra vuole condurre un esperimento unico nel suo genere: trasportare antimateria con un furgone opportunamente attrezzato dall'antimater factory, dove viene prodotta, a un altro laboratorio a qualche metro di distanza, dove possa essere utilizzata per gli esperimenti.

Alexander Obertelli, fisico alla Technical University of Darmstadt in Germania, è lo scienziato che sta cercando di realizzare tutto ciò con il progetto chiamato Puma (antiProton Unstable Matter Annihilation). Il fine del lavoro di Obertelli è quello di studiare il comportamento di nuclei radioattivi molto rari che permetteranno di comprendere meglio quel che avviene nel cuore delle stelle di neutroni, stelle estremamente dense, grandi poche decine di chilometri, nate dall'esplosione di stelle molto massicce.

Ma come si producono gli antiprotoni? E come verranno trasportati da un luogo all’altro? Per dare vita ad antiprotoni sono necessari i protoni. Questi si ottengono dagli atomi di idrogeno - che sono composti da un protone e da un elettrone – strappando l’elettrone che ruota attorno al nucleo, con un processo chiamato ionizzazione.

Ottenuti i protoni li si introducono in un acceleratore di particelle che gli conferisce un’enorme quantità di energia facendoli accelerare a velocità elevatissime. Fatto ciò si fanno scontrare contro un bersaglio composto da altri protoni e neutroni, in pratica con della materia. Gli scontri producono un gran numero di particelle subatomiche e talora anche antiparticelle, tra le quali anche antiprotoni. Questo avviene una volta ogni qualche milione di tali urti.

L'antimateria non è altro che materia le cui particelle atomiche possiedono cariche elettriche opposte a quelle della materia ordinaria.

Navi spaziali ad antimateria. A questo punto gli antiprotoni vengono inseriti all’interno di opportuni campi magnetici ed elettrici che impediscano loro di toccare atomi di materia, altrimenti vi sarebbe l’annichilazione. Questo lavoro viene ormai realizzato con una certa regolarità, producendo quantità estremamaente infinitesimali di antimateria. Ma mai si era trasportata dell’antimateria da un luogo ad un altro.

Il mezzo di trasporto dunque, dovrà avere un sistema tale da far galleggiare l’antimateria all’interno di un contenitore che impedisca che essa vada a sbattere lungo le pareti. Se tutto questo si realizzerà come vuole Obertelli è possibile che in futuro l’antimateria possa essere trasportata su più lunghe distanze. Sarà anche il primo passo per costruire navi spaziali ad materia-antimateria?

26 febbraio 2018 Luigi Bignami
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