Fisica, l’antimateria è attratta dalla gravità come la materia

Roma, 27 set. (askanews) – L’antimateria è soggetta alla stessa attrazione gravitazionale della materia. Lo mostra la prima misura di interazione gravitazionale tra materia e antimateria, in questo caso atomi di antidrogeno, nel campo di gravitazione terrestre realizzata dalla collaborazione scientifica dell’esperimento ALPHA al Cern – di cui fa parte anche l’Infn Istituto Nazionale di Fisica Nucleare – nel corso della presa dati del 2022. I risultati sono pubblicati sulla rivista “Nature” del 28 settembre. Il valore ottenuto è compatibile, dentro gli errori sperimentali, con le previsioni della relatività generale di Einstein.

“Sebbene l’interazione gravitazionale tra materia e antimateria sia stata oggetto di speculazioni teoriche sin dalla scoperta di quest’ultima nel 1928, è la prima volta che un esperimento mostra di essere sensibile agli effetti della gravità su atomi di antimateria, in particolare di antidrogeno”, sottolinea Germano Bonomi, professore all’Università di Brescia, associato all’Infn e membro della Collaborazione ALPHA. “È una misura a cui la comunità dell’Antimatter Factory al Cern sta lavorando da quasi due decenni e come collaborazione ALPHA siamo quindi molto contenti di esserci finalmente riusciti”, conclude Bonomi.

Nell’apparato sperimentale utilizzato per la misura, chiamato ALPHA-g, gli atomi di antidrogeno, una volta creati, vengono intrappolati, grazie a un campo magnetico, in una trappola verticale, tra due bobine che determinano rispettivamente le barriere di potenziale magnetico inferiore e superiore. La strategia sperimentale – spiega L’Infn – è basata sul bilanciamento della forza gravitazionale con quella magnetica ed è concettualmente semplice: intrappolare e accumulare atomi di antidrogeno nella regione desiderata, per poi rilasciarli lentamente abbassando i potenziali magnetici superiore e inferiore della trappola verticale, e cercare quindi di misurare qualsiasi influenza della gravità sul loro movimento quando fuggono e si annichilano sulle pareti dell’apparato. L’effetto della gravità si manifesta come una differenza nel numero di eventi di annichilazione dagli antiatomi che sfuggono attraverso la parte superiore o inferiore della trappola.

“È stato appassionante partecipare a questa ricerca, e in un laboratorio come il Cern dove è possibile trovare i migliori scienziati e le migliori scienziate al mondo”, commenta Marta Urioni, dottoranda dell’Università di Brescia e membro della collaborazione ALPHA. “Ho potuto contribuire sia alla fase sperimentale di raccolta dei dati, sia a quella dell’analisi per l’estrazione del risultato che, dentro gli errori sperimentali, è in linea con quanto atteso dalla Relatività generale”, conclude Urioni.

Dal momento che esistono scenari teorici che prevedono una violazione seppure molto piccola dell’accelerazione di gravità tra materia e antimateria, dopo aver determinato il segno e la grandezza approssimativa dell’accelerazione, i prossimi anni saranno dedicati a migliorare la misura sperimentale.

“Il livello di precisione non è ancora tale da dire qualcosa di nuovo sulla gravità rispetto a quanto già sappiamo”, spiega Simone Stracka, ricercatore dell’Infn di Pisa e membro della collaborazione ALPHA. “In futuro, la sfida sarà quella di verificare con maggior precisione le previsioni teoriche. Oltre alla nostra collaborazione ALPHA, anche altri esperimenti al Cern, come AEgIS e GBAR, stanno portando avanti questo tipo di ricerca e quindi ci aspettiamo presto nuovi progressi”, conclude Stracka.