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Antimatter gravity measurement: How does antihydrogen fall?

Informazioni relative al progetto

ID dell’accordo di sovvenzione: 748826

  • Data di avvio

    1 Luglio 2017

  • Data di completamento

    30 Giugno 2019

Finanziato da:

H2020-EU.1.3.2.

  • Bilancio complessivo:

    € 166 156,80

  • Contributo UE

    € 166 156,80

Coordinato da:

OESTERREICHISCHE AKADEMIE DER WISSENSCHAFTEN

Italiano IT

L’Enterprise dell’UE va ad esplorare alcuni dei grandi interrogativi irrisolti sull’universo

In Star Trek, l’antimateria è il sistema di propulsione della nave stellare Enterprise. Ma nel mondo reale l’antimateria resta ancora per molti versi un mistero per gli scienziati. Il progetto ANGRAM ha studiato un nuovo metodo per rilevare l’antimateria in maniera più efficace, al fine di contribuire a risolvere interrogativi come il motivo per cui nell’universo c’è più materia che antimateria e il modo in cui cade l’antimateria.

RICERCA DI BASE

© GiroScience, Shutterstock

L’interazione tra materia e antimateria non alimenta solo la nave stellare Enterprise in Star Trek ma anche interrogativi irrisolti sull’universo che il progetto europeo ANGRAM si è proposto di sondare, sperimentando un nuovo metodo di rilevamento dell’antimateria e facendo progressi sugli interrogativi circa la modalità di caduta dell’antimateria. La borsista di ricerca Angela Gligorova, con il supporto del programma Marie Skłodowska-Curie, ha simulato – e rilevato – gli antiprotoni, per studiarne l’interazione con la materia ordinaria. La dott.ssa Gligorova sta analizzando e confrontando le simulazioni e spera di pubblicare i suoi risultati nei prossimi mesi. «Abbiamo condotto uno studio annichilendo gli antiprotoni in diversi materiali per convalidare i modelli fisici esistenti e identificarne le debolezze e i metodi di miglioramento», ha dichiarato la dott.ssa Gligorova. I risultati preliminari di ANGRAM dimostrano che nessuno degli attuali modelli fisici descrive con precisione l’interazione tra materia e antimateria. «La ricerca ha fatto luce sugli aspetti dell’interazione, dimostrando che è necessario un maggiore lavoro in questa direzione», ha affermato la dott.ssa Gligorova. Con la supervisione del dott. Eberhard Widmann, direttore dello Stefan Meyer Institute for Subatomic Physics presso l’Accademia Austriaca delle Scienze, la dott.ssa Gligorova si è assicurata del tempo prezioso presso il CERN, l’Organizzazione Europea per la Ricerca Nucleare, per utilizzare il deceleratore di antiprotoni che produce gli antiprotoni necessari per la formazione dell’anti-idrogeno. Tuttavia, la borsista non è stata in grado di raggiungere l’obiettivo finale, che era quello di effettuare una misurazione del 30 % dell’accelerazione gravitazionale per l’anti-idrogeno, perché il fascio di antiprotoni al CERN è molto richiesto e disponibile solo per un periodo di tempo limitato. Inoltre, il nuovo metodo di formazione dell’anti-idrogeno ha richiesto più tempo del previsto. «In definitiva, non è rimasto tempo sufficiente per misurare l’accelerazione gravitazionale», ha spiegato la dott.ssa Gligorova. «Un simile risultato sperimentale è importante perché potrebbe rivelare il motivo per cui nell’universo c’è così tanta materia in più rispetto all’antimateria, anche se all’inizio, nel Big Bang, avrebbero dovuto essere state create in misura uguale».

Il fascino delle battute d’arresto

Il progetto ha utilizzato un deflettometro di moiré per simulare la caduta dell’anti-idrogeno nel campo gravitazionale terrestre: un sistema costituito da due o tre grate parallele, associate a un rivelatore. La dott.ssa Gligorova ha scoperto che le interazioni tra gli atomi di anti-idrogeno che passavano vicino alle grate e gli atomi delle grate stesse, producevano un effetto fuorviante quando si cercava di misurare la forza gravitazionale. La dott.ssa Gligorova ha concluso che i test richiedevano un deflettometro ancora più sofisticato, fatto di luce invece che di materia, ma questo strumento superava le risorse disponibili. «Nella ricerca le cose non sempre vanno come previsto e questo è il suo fascino. E anche questo è progresso», ha dichiarato fiduciosa la dott.ssa Gligorova. Il lavoro della dott.ssa Gligorova in un campo così impegnativo ha già ispirato molte giovani scienziate dopo un suo video per la Giornata Internazionale della Donna. Il modo in cui ANGRAM ha combinato due tecnologie di rilevazione per l’annichiliazione degli antiprotoni potrebbe ispirare futuri esperimenti con l’antimateria. «Il nostro studio è stato il primo confronto diretto tra i dati sperimentali e gli attuali modelli fisici per l’annichiliazione su nucleo-antiprotone a riposo, dove abbiamo visto quanto fossero buone o cattive le previsioni per la regione a bassa energia», ha dichiarato la dott.ssa Gligorova.

Parole chiave

ANGRAM, antimateria, anti-idrogeno, antiprotoni, deflettometro, Star Trek

Informazioni relative al progetto

ID dell’accordo di sovvenzione: 748826

  • Data di avvio

    1 Luglio 2017

  • Data di completamento

    30 Giugno 2019

Finanziato da:

H2020-EU.1.3.2.

  • Bilancio complessivo:

    € 166 156,80

  • Contributo UE

    € 166 156,80

Coordinato da:

OESTERREICHISCHE AKADEMIE DER WISSENSCHAFTEN