Non avevamo mai visto così da vicino l’antimateria: la foto record del Cern
È servita una fotocamera da 4 miliardi di pixel, ma alla fine l'esperimento AEgIS del Cern – il più grande laboratorio al mondo di fisica delle particelle – in collaborazione con l'Istituto nazionale di Fisica Nucleare, ha portato a casa un risultato senza precedenti: i ricercatori sono riusciti a scattare la foto dell'antimateria più dettagliata di sempre. E, sorprendentemente, tutto è iniziato con il sensore della fotocamera di un comunissimo smartphone.
Il team, guidato dal professor Christoph Hugenschmidt l'Università Tecnica di Monaco (TUM), ha infatti sviluppato il rilevatore di particelle modificando i sensori di cui sono dotate le telecamere degli smartphone: il risultato, descritto in uno studio su ScienceAdvances, è un dispositivo in grado di catturare in tempo reale l'esatto momento in cui la materia incontra l'antimateria, annientandosi a vicenda, con una risoluzione finora inimmaginabile.
Com'è stato possibile fotografare l'antimateria
Il dispositivo così ottenuto ha infatti permesso di segnare un nuovo record mondiale di risoluzione rispetto alle immagini dell'antimateria finora possibili con un miglioramento tutt'altro che trascurabile: il rilevatore AEgIS del Cern infatti "può individuare l'annichilazione degli antiprotoni – spiega il centro di Ginevra – con una risoluzione di circa 0,6 micrometri, circa 35 volte di più dei precedenti in tempo reale". "Per noi è una pietra miliare", ha detto all'agenzia Ansa Ruggero Caravita, responsabile della collaborazione e ricercatore dell'Infn e del Trento Institute for Fundamental Physics and Applications (Tifpa). Questo risultato potrebbe avere un impatto significato – prosegue il ricercatore – non solo per lo studio dell'antimateria, ma anche per quanto riguarda più in generale "la fisica delle particelle, specialmente in esperimenti dove l'alta risoluzione di posizione è cruciale".
L'obiettivo dell'espriemtno AEgIS è produrre un fascio orizzontale di anti-idrogeno e la misurazione del suo spostamento verticale. Tuttavia, "affinché AEgIS funzioni – Francesco Guatieri, ricercatore dell'Università Tecnica di Monaco a capo del lavoro – abbiamo bisogno di un rilevatore con una risoluzione spaziale incredibilmente alta e i sensori della fotocamera mobile hanno pixel più piccoli di 1 micrometro".
Per eliminare questo limite, i ricercatori hanno integrato 60 di questi sensori al rilevatore, modifica che "gli ha permesso di raggiungere una risoluzione di 3.840 mega pixel, il numero di pixel più alto di qualsiasi rilevatore di immagini sviluppato fino a oggi".
Cos'è l'antimateria
Il concetto di antimateria è relativamente giovane: il primo a teorizzarne l'esistenza fu il fisico Paul Dirac a fine degli anni '20, e qualche anno dopo, nel 1932, venne effettivamente osservata. Definirla è semplice e molto complesso allo stesso modo: l'antimateria è "un agglomerato di antiparticelle corrispondenti alle particelle che costituiscono le materie ordinarie", spiega l'Università degli studi di Napoli Federico II. In sostanza, l'antimateria è formarmi da antiparticelle, ovvero particelle con cariche opposte rispetto alle particelle di materia "normale". Quando una particella della materia (neutrone, protone o elettrone) entra in contatto con una particella di si incontrano, si annientano, in un processo noto come annichilazione, in cui la materia si trasforma in radiazione elettromagnetica.
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