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È possibile creare qualcosa dal nulla?
O meglio, l'energia può essere trasformata in materia?
Sì, ma solo in presenza
della sua gemella: l'antimateria.
E c'è qualcosa di alquanto misterioso nell'antimateria:
ce n'è molta meno di quanta ce ne dovrebbe essere
Partiamo dalla formula fisica più famosa di tutte:
E = mc²
In pratica dice che la *** è energia concentrata,
e che *** ed energia sono intercambiabili,
come due valute con un altissimo tasso di cambio.
90 trilioni di joule di energia
corrispondono a 1 grammo di ***.
Ma come si fa a trasformare effettivamente l'energia in materia?
La parola magica è densità dell'energia
Se concentriamo un grande quantitativo
di energia in uno spazio ristretto,
si creano nuove particelle.
Se osserviamo meglio,
vediamo che queste particelle compaiono sempre in coppia,
come i gemelli.
Questo perché le particelle hanno sempre una controparte,
un'antiparticella,
che viene prodotta sempre
in quantità esattamente uguali: 50/50.
Può sembrare fantascienza,
invece è la realtà quotidiana degli acceleratori di particelle.
Nella collisione fra due protoni
al Large Hadron Collider del CERN,
miliardi di particelle e antiparticelle
vengono prodotte ogni secondo.
Prendiamo ad esempio un elettrone.
Ha una *** molto ridotta e una carica elettrica negativa.
La sua antiparticella, il positrone,
ha esattamente la stessa ***,
ma una carica elettrica positiva.
Ma, tranne che per la carica opposta,
le due particelle sono identiche e perfettamente stabili.
E lo stesso vale per i loro cugini pesanti,
il protone e l'antiprotone.
Quindi, gli scienziati credono
che un mondo fatto di antimateria
avrebbe lo stesso aspetto, consistenza e odore del nostro mondo.
In questo antimondo,
avremmo l'anti-acqua,
l'anti-oro,
e, per esempio,
un anti-marmo.
Immaginate ora di prendere un marmo e un anti-marmo
e di metterli insieme.
Questi due oggetti apparentemente solidi
scomparirebbero completamente
in un grande lampo di energia,
equivalente a una bomba atomica.
Poiché la combinazione di materia e antimateria
creerebbe una tale energia,
la fantascienza è piena di idee
su come sfruttare l'energia contenuta nell'antimateria,
per esempio, come carburante per le navi spaziali come Star Trek.
Dopo tutto, l'energia contenuta nell'antimateria
è un miliardo di volte maggiore del carburante tradizionale.
L'energia di un grammo di antimateria basterebbe
per fare 1000 volte il giro del mondo in macchina,
o per mandare in orbita lo space shuttle.
Quindi, perché non usiamo l'antimateria per produrre energia?
Beh, l'antimateria non è a portata di mano
pronta per essere presa.
L'antimateria deve essere creata
prima di poter essere bruciata,
e serve un miliardo di volte più energia
per creare l'antimateria
di quella che otterremmo.
E se esistesse dell'antimateria nello spazio
e un giorno riuscissimo ad estrarla
da un anti-pianeta da qualche parte?
Qualche decennio fa, molti scienziati credevano
che fosse davvero possibile.
Oggi le osservazioni hanno dimostrato
che non c'è un quantitativo significativo di antimateria
da nessuna parte nell'universo visibile,
il che è strano, perché, come abbiamo detto prima,
l'antimateria dovrebbe essere esattamente tanta
quanto la materia nell'universo.
Poiché le antiparticelle e le particelle
dovrebbero esistere in quantità uguali,
questa antimateria mancante?
È un bel mistero.
Per capire cosa potrebbe succedere,
dobbiamo risalire al Big ***.
Nell'istante in cui si è creato l'universo,
un enorme quantitativo di energia si è trasformato in ***
e all'inizio il nostro universo conteneva
uguali quantità di materia e antimateria.
Ma un secondo dopo,
la maggior parte della materia e tutta l'antimateria
si erano reciprocamente distrutte,
producendo un'enorme quantità di radiazioni
osservabili ancora oggi.
Solo 100 milionesimi
della quantità iniziale di materia rimasero
e nessuna antimateria.
"Un momento!" direte,
"Perché tutta l'antimateria è scomparsa
ed è rimasta solo la materia?"
Evidentemente abbiamo avuto la fortuna
che ci fosse una minuscola asimmetria
fra materia e antimateria.
Altrimenti non ci sarebbe stata neanche una particella
in tutto l'universo
e nemmeno gli esseri umani.
Ma a cosa è dovuta questa asimmetria?
Gli esperimenti al CERN stanno cercando di scoprire perché
qualcosa esiste
e perché non viviamo in un universo
pieno solo di radiazioni.
Ma ancora non abbiamo una risposta.