Antimateria e materia oscura nell’esperimento AMS

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Esperimento AMS sulla stazione spaziale internazionale. Fonte: www.nasa.gov

 

L’AMS misura per la seconda volta un eccesso di antimateria, che sia l’evidenza della materia oscura?

Pochi giorni fa l’esperimento AMS ha annunciato un eccesso di antiprotoni nei raggi cosmici e, mentre i mass media divulgano la scoperta della materia oscura o dell’antimateria, gli scienziati dibattono sul vero significato di questo risultato.

Già dagli inizi del Novecento, si capì che il nostro universo era costantemente attraversato da particelle ad alta energia, a cui fu dato il nome di raggi cosmici. I raggi ci permisero di osservare ciò che avveniva al di fuori del nostro pianeta, ma al contempo erano utili ad approfondire la conoscenza di ciò che avveniva, e tutt’ora avviene, sulla Terra. In seguito emerse che parte di questi raggi interagisce con l’atmosfera del nostro pianeta e che quindi non riusciamo a vederla; per aggirare il problema, in epoca moderna, siamo andati a catturare i raggi direttamente nello spazio. L’esperimento AMS situato sulla stazione spaziale internazionale si occupa proprio di questo.

Quando parliamo di particelle, parliamo indistintamente della materia di cui abbiamo esperienza quotidianamente e di antimateria, cioè di particelle che hanno la stessa massa di quelle che costituiscono la materia ordinaria, ma caratteristiche diverse.

Gli antiprotoni sono un esempio di antimateria: hanno la stessa massa dei protoni, ma carica opposta. Numerose osservazioni, all’interno dei raggi cosmici e degli acceleratori di particelle, ci hanno permesso di delinearne le caratteristiche con precisione e costruire modelli che predicono accuratamente la loro creazione all’interno dei fenomeni fisici noti.

L’importanza dei dati dell’AMS sta nella quantità di antiprotoni misurata, che supera di molto le predizioni, così come era già accaduto con il ‘conteggio’ dei positroni (antielettroni) in settembre. Il quadro porta quindi alla conclusione che sta avvenendo qualche fenomeno sconosciuto che non è inserito nelle stime.

Tra i grandi sospettati troviamo la materia oscura, una sostanza teorizzata per spiegare alcuni aspetti del moto delle galassie e della luce, che non riusciamo ad osservare direttamente perché non assorbe né emette radiazione. Gli antiprotoni e i positroni potrebbero infatti provenire dallo scontro di particelle di materia oscura, fornendone una prova indiretta.

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Deborah Capecchi

Laureanda magistrale in fisica della materia, con mille sogni nel cassetto e una passione spropositata per la scrittura.

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