GENERALE
CHI SIAMO
ORGANIZZAZIONE
PRESIDENZA
UFFICIO COMUNICAZIONE
AMMINISTRAZIONE
CENTRALE
ELENCO TELEFONICO
OPPORTUNITÀ DI LAVORO
 ATTIVITÀ
FISICA PARTICELLARE
ASTROPARTICELLARE
FISICA NUCLEARE
FISICA TEORICA
RICERCA TECNOLOGICA
ESPERIMENTI
PUBBLICAZIONI INFN
TESI INFN
 SERVIZI
PORTALE INFN
AGENDA INFN
EDUCATIONAL
WEBCAST
MULTIMEDIA
EU FP7
 

Trasparenza valutazione e merito  

DataWeb Support ticket  -  e-mail  

 

  18-09-2002: PRODOTTI PER LA PRIMA VOLTA DALL’ESPERIMENTO ATHENA ATOMI FREDDI DI ANTIMATERIA 
 ELENCO COMPLETO 
Tracce di antimateria osservate con una camera a bolle
Tracce di antimateria osservate con una camera a bolle




Lo studio pubblicato su Nature

Nell?agosto del 2002 i ricercatori dell?esperimento Athena, una collaborazione internazionale che vede impegnati fisici italiani dell?Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) e di alcune universit? italiane e fisici di enti di ricerca europei, brasiliani e giapponesi, sono riusciti a mettere in funzione, primi nel mondo, un apparato in grado di produrre ogni ora e a temperatura molto bassa molte migliaia di atomi di anti-idrogeno. Questi ultimi sono formati da una particella chiamata anti-elettrone, identica all?elettrone ma dotata di carica positiva, in orbita intorno a un nucleo negativo costituito da un anti-protone. Lo studio sar? pubblicato il 19 settembre sulla rivista Nature (on line in versione integrale e su carta il 3 ottobre) e costituisce un notevole passo avanti nell?ambito delle ricerche sull?antimateria. Avere a disposizione atomi di anti-idrogeno a bassa temperatura ? infatti il presupposto fondamentale per riuscire a ottenere un buon numero di anti-atomi stabilmente confinati entro piccoli volumi di spazio. Quando anche questo ultimo obiettivo verr? raggiunto, sar? possibile studiare approfonditamente l?anti-idrogeno e confrontarlo con l?idrogeno: una informazione che potrebbe aiutarci a gettare luce su come si sia creato l?Universo punteggiato di materia nel quale viviamo.

Oggi tutto ci? che conosciamo, dalle galassie, agli oggetti quotidiani, al nostro corpo, ? formato da materia, cio? da atomi costituiti da elettroni, protoni e neutroni. Gli studi teorici per? ci dicono che nei primi istanti successivi al Big Bang oltre alla materia debba essersi formata una uguale quantit? di antimateria, costituita da particelle con massa identica a quelle che compongono la prima ma dotate di carica opposta (proprio come gli anti-elettroni, i quali sono identici agli elettroni ma hanno carica elettrica positiva). La convivenza di questi opposti dur? pochissimo: quasi immediatamente le particelle di materia e antimateria iniziarono a scontrarsi e annichilirsi, trasformandosi in pura energia. Da questo processo ?avanz? una piccolissima percentuale di materia, sufficiente per? a formare tutti i corpi presenti nell?Universo conosciuto.

Chiusi nel proprio mondo di materia, per millenni neppure i pi? fantasiosi sognatori hanno immaginato la possibilit? di un Cosmo identico al nostro ma contrario, forse sparito completamente molto tempo prima che nascessero le prime stelle o forse parzialmente sopravvissuto, in qualche isola del nostro Universo. L?idea dell?esistenza dell?antimateria prese forma nella mente di un fisico non ancora trentenne, Maurice Dirac, e nel corso degli anni successivi le prove a favore dell?esistenza dell?antimateria andarono accumulandosi. Fra l?altro nel 1932 Carl David Anderson, Patrick Blackett e Giuseppe Occhialini scoprirono l?anti-elettrone (chiamato anche positrone) e nel 1955 Owen Chamberlain, Emilio Segr?, Clyde Wiegand e Tom Ypsilantis scoprirono l?esistenza dell?anti-protone, mentre nel 1956 Bruce Cork, Glen Lambertson, Oreste Piccioni, e William Wentzel identificarono l?anti-neutrone: una particella, come il neutrone, solo complessivamente priva di carica elettrica. Nel 1965 invece un gruppo di ricercatori guidati da Antonino Zichichi scopr? il nucleo dell?anti-deuterio, costituito da un anti-protone e un anti-neutrone: fu la prima evidenza sperimentale dell?esistenza di antimateria propriamente detta, nella quale anti-protoni e anti-neutroni si combinano proprio come fanno i comuni protoni e i neutroni.

?Nonostante abbia attirato l?attenzione degli scienziati da molti decenni, l?inafferrabile anti-materia continua ad avere molti aspetti misteriosi. In tutto il mondo sono in corso numerosi esperimenti che mirano a produrre antiparticelle negli acceleratori e a studiarne le caratteristiche e molti fisici dell?Infn sono coinvolti in queste ricerche. Gli scienziati sperano di capire come mai da quel remotissimo annichilamento fra materia e antimateria si salv? un po? della prima, dato che esse sembrano essere comparse inizialmente in quantit? identiche. La produzione di una notevole quantit? di atomi di anti-idrogeno ?freddi? avvenuta presso l?esperimento Athena ? un importante passo verso lo studio delle propriet? generali dell?anti-idrogeno, le quali verranno confrontate con quelle del suo comune antagonista cio? l?idrogeno,? dice Alberto Rotondi, professore di Fisica della Universit? di Pavia e associato all?Infn.

L?esperimento Athena si svolge presso il Cern di Ginevra. Lo scopo dell?esperimento non ? solo ottenere atomi di anti-idrogeno, che in piccola quantit? erano gi? stati ricavati in altri esperimenti, ma soprattutto crearli a una temperatura molto vicina allo zero assoluto. Solo in questo modo infatti in futuro sar? possibile imprigionarli in una sorta di trappola delimitata da campi magnetici, un ulteriore passo che sar? fondamentale per procedere alle analisi successive.
Nell?esperimento Athena le particelle di antimateria, necessarie come ?mattoncini? per costruire gli anti-atomi, vengono dapprima create all?interno di acceleratori. In tal modo per? esse si producono con una energia, e dunque una temperatura, elevatissima, di conseguenza debbono essere raffreddate drasticamente. Per gli anti-protoni ci? ? particolarmente complesso e il risultato viene ottenuto utilizzando una speciale macchina chiamata Antiproton Decelerator. In seguito la loro energia ? ridotta ancora di 10 miliardi di volte, prima grazie al passaggio attraverso alcuni fogli di uno speciale materiale e quindi ?catturando? le anti-particelle in una sorta di trappola di campi elettrici e magnetici. Questa ultima parte di lavori ? stata seguita in particolar modo da un gruppo di ricerca della sezione Infn di Genova e del Dipartimento di Fisica della Universit? di Genova composto dai fisici Marco Amoretti, Carlo Carraro, Vittorio Lagomarsino, Mario Macr?, Giulio Manuzio, Gemma Testera (la quale ? attualmente il responsabile nazionale dell'esperimento per conto dell'Infn), Alessandro Variola e dal tecnico Giuliano Sobrero.
Contemporaneamente agli anti-protoni viene preparata una nuvola fredda e densa di anti-elettroni e quindi le due nuvole vengono portate a contatto per circa 200 secondi in un ambiente di vuoto spinto, dove cio? la quantit? di materia presente ? minima. La presenza dell?anti-idrogeno infine viene verificata grazie a uno speciale rivelatore e a un complesso software che analizza tutti i segnali da esso registrati. Il rivelatore di particelle ? stato progettato e realizzato dal gruppo dell'Istituto di Fisica di Zurigo e dal gruppo italiano del Dipartimento di Fisica Nucleare e Teorica di Pavia e della sezione INFN di Pavia guidato dal professor Alberto Rotondi e di cui fanno parte i fisici Valerio Filippini, Andrea Fontana, Pablo Genova, Paolo Montagna e il tecnico Sergio Bricola.
I ricercatori del Dipartimento di Fisica e Chimica per l'Ingegneria e per i Materiali dell'Universit? di Brescia guidati da Evandro Lodi Rizzini, oltre al gruppo dell'Istituto di Fisica di Zurigo guidato da Claude Amsler, e al gruppo italiano del Dipartimento di Fisica Nucleare e Teorica e della Sezione INFN di Pavia, guidato da Alberto Rotondi, hanno invece realizzato tutte le tecniche software di acquisizione, analisi e trattamento dei dati del rivelatore, le quali hanno permesso l?identificazione degli antiatomi.

?Gli oltre centomila anti-atomi prodotti da Athena hanno avuta vita molto breve perch? nell?esperimento era prevista la loro fuga verso le pareti cos? da poterne osservare l?annichilazione. Tecniche di confinamento gi? utilizzate per gli atomi ordinari verranno presto utilizzate per intrappolarli in una scatola di campi magnetici. A quel punto sar? possibile verificare se la loro interazione con i fotoni, le particelle che compongono la luce, ? identica a quella dei normali atomi. E poi sar? di grande interesse capire quale ? il comportamento gravitazionale degli anti-atomi, cio? se essi ?cadono? a terra secondo le stesse leggi che seguono gli atomi: una sorta di versione moderna del celebre esperimento compiuto da Galileo dalla Torre di Pisa?, dice Vittorio Lagomarsino professore di Fisica presso l?Universit? di Genova e associato all?Infn.


 SITI COLLEGATI ALLA NOTIZIA 
http://athena.web.cern.ch/athena/

 COMUNICATI RECENTI 
10-07-2012: Tagli alla ricerca previsti dalla spending review
27-06-2012: Un sera con i misteri dell’Universo
08-06-2012: I LABORATORI DI LEGNARO DELL'INFN COMPIONO 50 ANNI
08-06-2012: I neutrini dal CERN al Gran Sasso confermano il limite della velocita' della luce
07-06-2012: IL CENTRO DI CALCOLO DELL’INFN PREMIATO PER IL SUO IMPEGNO NEL MIGLIORAMENTO DELL'EFFICIENZA ENERGETICA
06-06-2012: Opera osserva il secondo neutrino Tau
04-06-2012: Il professor Maurizio Cumo nel Direttivo dell'Infn
24-05-2012: Domenica 27 maggio, Open Day ai Laboratori INFN del Gran Sasso
23-05-2012: Siglato accordo di un progetto europeo per la realizzazione di un centro per la cura oncologica
22-05-2012: Ricerche su neutrini e materia oscura, formazione dei giovani, acceleratori di particelle: č l’Istituto virtuale INFN-IHEP di Pechino

[Back]

 

Ufficio Comunicazione Infn - Piazza dei Caprettari, 70 - 00186 Roma
Tel: 06 68 68 162 - Fax: 06 68 307 944 - email: comunicazione@presid.infn.it

F.M . F.E.

 

 

 

 

 CONFERENZE
11-12-2017
TRANSVERSITY 2017
13-12-2017
SM&FT 2017 : THE XVII WORKSHOP ON STATISTICAL MECHANICS AND NONPERTURBATIVE FIELD THEORY
 RASSEGNA
STAMPA
VIDEO
 COMUNICATI STAMPA
10-07-2012
TAGLI ALLA RICERCA PREVISTI DALLA SPENDING REVIEW
27-06-2012
UN SERA CON I MISTERI DELL’UNIVERSO
08-06-2012
I LABORATORI DI LEGNARO DELL'INFN COMPIONO 50 ANNI
Ricerca Italiana