La domanda che tormenta i fisici da quasi un secolo è tanto semplice quanto radicale: materia e antimateria sono davvero identiche, a parte la carica? La risposta potrebbe nascondere la chiave per capire perché l'universo che abitiamo è fatto quasi solo di materia, mentre l'antimateria è praticamente scomparsa. A provare a rispondere è un team della Northwestern University, guidato dal fisico Gerald Gabrielse, che ha compiuto un passo cruciale verso il confronto definitivo.
Un positrone al minimo dell'energia
Gli scienziati sono riusciti a intrappolare un singolo positrone — l'antiparticella dell'elettrone — e a raffreddarlo fino al suo stato di energia più basso. È un risultato tecnicamente complesso, perché l'antimateria non può essere semplicemente appoggiata su un tavolo: svanisce al primo contatto con la materia ordinaria. Il gruppo è riuscito a isolarlo e a portarlo a una condizione di quiete mai raggiunta prima, creando le premesse per misure di precisione estrema.
Il traguardo, descritto in uno studio pubblicato su una rivista scientifica, non è fine a se stesso. Raffreddare un positrone al minimo energetico significa ridurre al massimo il rumore di fondo e le fluttuazioni che potrebbero mascherare minuscole differenze tra particella e antiparticella. Se materia e antimateria non fossero perfettamente simmetriche, proprio in queste condizioni si potrebbe notare l'anomalia.
Perché è un test decisivo
Secondo il Modello Standard della fisica, elettrone e positrone dovrebbero avere massa e carica identiche in valore assoluto, con segno opposto. Finora nessun esperimento ha trovato violazioni evidenti di questa regola. Eppure l'universo osservabile è dominato dalla materia: un'asimmetria primordiale, seppur piccolissima, deve essere esistita. Misurare con precisione inedita le proprietà del positrone permette di confrontarle con quelle dell'elettrone e di verificare se la simmetria sia davvero perfetta o nasconda crepe.
Il lavoro di Gabrielse e colleghi apre quindi la strada a una nuova generazione di esperimenti sull'antimateria, con implicazioni che vanno dalla fisica delle particelle alla cosmologia. Se il test dovesse rivelare una differenza, sarebbe una scoperta rivoluzionaria: significherebbe che le leggi della natura non trattano materia e antimateria allo stesso modo, e forse che la nostra comprensione dell'universo ha ancora un tassello mancante.
