L’antimateria è soggetta alla forza di gravità, proprio come la materia ordinaria
L’antimateria, definita come la materia composta da antiparticelle che hanno la stessa massa delle particelle ordinarie ma carica opposta, è soggetta alla forza di gravità. Lo ha dimostrato la prima osservazione di atomi di antidrogeno in caduta libera, effettuata al Cern di Ginevra grazie all’esperimento Alpha (Antiidrogen Laser Physics Apparatus), di cui fa parte anche l’Italia con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Si tratta della prima misurazione di un’interazione gravitazionale dell’antimateria, che dimostra in modo conclusivo che la forza di gravità attira l’antiidrogeno e che, almeno per l’antimateria, l’antigravità non esiste.
I risultati dell’osservazione, che confermano la teoria della relatività generale di Albert Einstein, sono stati pubblicati su Nature. “In fisica – ha affermato in una nota il portavoce dell’esperimento Alpha, Jeffrey Hangst – non si conosce veramente qualcosa finché non la si osserva. Questo è il primo esperimento diretto che rileva effettivamente un effetto gravitazionale sul movimento dell’antimateria. È una pietra miliare in questo ambito, che ancora ci confonde a causa della sua apparente assenza nell’Universo”.
L'esperimento Alpha è stato avviato nel 2013: unisce gli antiprotoni creati negli apparati AD ed ELENA della fabbrica di antimateria del CERN e li lega con i positroni (gli antielettroni) di un sodio-22 radioattivo, che li produce naturalmente. Mettendoli insieme si crea l’antiidrogeno, che è leggermente magnetico e perciò può essere intrappolato in a un campo magnetico.
Il sistema sperimentale utilizzato per la misurazione si chiama Alpha-g, una trappola verticale messa in servizio nel 2021, attraverso cui è stato possibile tracciare lo spostamento dell’antiidrogeno una volta che il campo magnetico viene gradualmente ridotto. Il comportamento degli atomi di antiidrogeno intrappolati, in singoli gruppi da 100 atomi, è stato quindi studiato al variare di questa condizione in modo da misurare l’influenza della gravità sul loro movimento. “Mostriamo che gli atomi di antiidrogeno, quando rilasciati dal confinamento magnetico nell’apparato Alpha-g, si comportano in modo coerente con l’attrazione gravitazionale verso la Terra” spiegano gli studiosi nella pubblicazione.
“Ci sono voluti 30 anni per imparare a creare questi anti-atomi, trattenerli e controllarli abbastanza bene da poterli far cadere in modo che fossero sensibili alla forza di gravità – ha aggiunto Hangst – . Il prossimo passo sarà misurare l’accelerazione nel modo più preciso possibile. Vogliamo verificare se materia e antimateria cadono davvero nello stesso modo”.
