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CERN/ Alice nel paese dell’antimateria

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L’esperimento ALICE (A Large Ion Collider Experiment)  L’esperimento ALICE (A Large Ion Collider Experiment)

La scoperta di Zichichi era avvenuta mediante un esperimento che utilizzava uno degli acceleratori di allora, il ProtoSincrotrone (PS), lanciando un fascio di antiprotoni ad una intensità mai raggiunta prima e applicando una innovativa tecnologia per la misura del tempo di volo. La rivelazione dell’antideuterio è avvenuta in contemporanea con analoghe osservazioni effettuata da un gruppo di fisici americani all'acceleratore AGS (Alternating Gradient Synchroton) del Laboratorio Nazionale di Brookhaven a New York; in seguito sono stati osservati anche altri antinuclei leggeri (antitrizio, antielio e antialfa).

La misura di ALICE si collega a quella di cinquant’anni fa, migliorando sensibilmente la precisione nella stima della differenza in massa di nuclei e antinuclei, fino ad arrivare a una parte su 10000 nel caso dell’antideuterio e una parte su 1000 per l’antielio. Per conseguire queste performance è stato utilizzato un rivelatore del tempo di volo (TOF, Time Of Flight), realizzato dai ricercatori dell’INFN di Bologna e Salerno e del Centro studi e ricerche Enrico Fermi di Roma. Il tempo di volo è la misura del tempo che impiega una particella prodotta in una collisione a raggiungere il rivelatore, a circa 4 metri di distanza. Il rivelatore TOF misura con grande accuratezza questo tempo, grazie alle cosiddette Multigap Resistive Plate Chamber (MRPC), camere in grado di raggiungere risoluzioni temporali di 80 picosecondi (millesimi di miliardesimo di secondo), su una superficie di 144 metri quadrati, circa quanto un campo di pallavolo.

Dopo una collisione, i nuclei di antideuterio impiegano circa 15 nanosecondi (miliardesimi di secondo) a raggiungere il rivelatore: dalla misura del loro ritardo e conoscendone la quantità di moto, i fisici riescono a misurare con grande precisione la loro massa. Ecco così quella conferma, dell’uguaglianza della massa, che avrebbe fatto contento Dirac, rivelando un sorprendente aspetto di simmetria tra materia e antimateria. E rendendo ancor più acuto il mistero della asimmetria che si riscontra nell’universo evolutosi dopo il Big Bang, quando la materia ha preso il sopravvento sulla antimateria: un sopravvento minimo, ma quel tanto che è bastato per dare vita a tutto ciò che oggi possiamo contemplare nel cosmo.

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