Cos’è l’antimateria?

Al di sotto dell'aspetto apparentemente continuo della materia, si nasconde una struttura discreta.

Essa è costituita da sistemi tutti uguali fra loro: gli atomi.

Neppure gli atomi sono le strutture ultime e più elementari: sono infatti costituiti da un nucleo (nel quale si trovano i protoni, di carica positiva, e i neutroni) intorno al quale ruotano gli elettroni (di carica negativa).

L’idrogeno è il più semplice degli atomi: un protone nel nucleo e un elettrone in orbita. Gli elettroni negli atomi non possono ruotare a ogni possibile distanza, ma sono forzati a restare su orbite ben precise, separate le une dalle altre da intervalli di energia caratteristici di quell’elemento chimico.

Negli Anni Trenta Paul A.M. Dirac previde, basandosi su un’elegante simmetria di un’equazione matematica che aveva appena ottenuto, che ogni particella dovesse avere un’antiparticella, con una massa uguale ma una carica elettrica opposta.

Queste antiparticelle furono osservate nel giro di pochi anni. Era perciò ragionevole pensare che potessero esistere anche dei veri e propri antiatomi. Per esempio, un atomo di antidrogeno dovrebbe avere nel nucleo un antiprotone e in orbita un positrone.

Se l’antimateria incontra la materia ordinaria, si annichila, liberando altre particelle elementari. Per esempio un elettrone e un positrone rilasciano due raggi gamma, mentre un protone e un antiprotone liberano quattro mesoni carichi. Ora finalmente, grazie ai risultati ottenuti dall’esperimento ATHENA, è stato possibile creare degli atomi di antidrogeno a riposo.

Marco Cagnotti