Tag Archives: alpha

Fascio di anti-idrogeno? FATTO!

22 Gen

Uno degli aspetti della fisica che suscita maggior interesse nei non addetti ai lavori e’ senza dubbio il concetto di antimateria. Molto probabilmente, il motivo di questo interesse e’ da ricercarsi nelle tante storie fantascientifiche che sono state ispirate dall’esistenza di un qualcosa molto simile alla materia, se non fosse per la carica delle particelle che la compongono, che era presente prima del Big Bang ma che ora sembra totalmente scomparsa. Inoltre, come tutti sanno, se materia e antimateria vengono messe vicine tra loro si ha il fenomeno dell’annichilazione, qualcosa di assolutamente esotico nella mente dei non addetti ai lavori e che ha offerto trame sensazionali per tanti film e serie TV.

Come detto tante volte, dobbiamo fare una distinzione precisa tra quelle che chiamiamo antiparticelle e quella che invece viene intesa come antimateria. Cosi’ come avviene per la materia ordinaria, composta di particelle che, in questo schema, possiamo pensare come elettroni, protoni e neutroni, l’antimateria e’ a sua volta composta da anti-particelle. Spesso si tende a confondere questi due concetti, facendo, come si suole dire, di tutta l’erba un fascio.

Produrre anti-particelle e’ semplice e siamo in grado di farlo gia’ da diversi anni. Per darvi un esempio, molti collisori utilizzati per la ricerca nella fisica delle alte energie fanno scontrare fasci di particelle con antiparticelle. In questo contesto, molto usati sono i positroni, cioe’ gli anti-elettroni, e gli anti-protoni.

Completamente diverso e’ invece il caso dell’antimateria.

Per formare anti-atomi e’ necessario assemblare insieme le anti-particelle per comporre qualcosa simile nella struttura alla materia, ma composto a partire da mattoncini di anti-particelle.

Di questi concetti abbiamo gia’ parlato in articoli precedenti che trovate a questi link:

Troppa antimateria nello spazio

Due parole sull’antimateria

Antimateria sulla notra testa!

Come anticipato, prima del Big Bang, erano presenti in eguale quantita’ materia e anti-materia. Ad un certo punto pero’, l’anti-materia e’ scomparsa lasciando il posto solo alla materia che ha poi formato l’universo che vediamo oggi. Anche se questo meccanismo e’ in linea di principio ipotizzato dalla fisica, ci sono ancora punti da chiarire in quella che viene chiamata “asimmetria materia-antimateria”. Anche di questo abbiamo gia’ parlato in questi articoli:

E parliamo di questo Big Bang

Ancora sullo squilibrio tra materia e antimateria

Se, da un lato, produrre antiparticelle e’ semplice, metterle insieme per formare antiatomi non e’ assolutamente banale.

Nel 2011 al CERN di Ginevra era stato annunciato per la prima volta un risultato molto importante: atomi di anti-idrogeno erano stati formati e osservati per un tempo di circa 1000 secondi prima si scomparire. Questa osservazione aveva permesso di osservare alcune importanti proprieta’. Nel 2012, sempre al CERN, un altro esperimento era riuscito a misurare altre importanti proprieta’ di questi anti-atomi, facendo ben sperare per il futuro.

Ora, invece, sempre il CERN ha annunciato di essere riuscito per la prima volta a produrre addirittura un fascio di anti-idrogeni. L’annuncio ‘e stato dato sul sito del laboratorio svizzero:

CERN, ASACUSA NEWS

e pubblicato sull’autorevole rivista Nature.

La scoperta e’ stata realizzata dalla collaborazione internazionale ASACUSA, di cui fanno parte anche alcuni ricercatori del nostro Istituto Nazionale di Fiscia Nucleare.

Cosa sarebbero questi anti-idrogeni?

Seguendo il ragionamento fatto, questi speciali atomi sono composti dagli analoghi di antimateria di protone e elettrone. Se l’idrogeno ha un nucleo composto da un protone con un elettrone che gira intorno, un anti-idrogeno e’ composto da un anti-protone, carico negativamente, e un positrone che gira intorno, carico positivamente. Come potete facilmente capire, in questo gioco di costruzione di atomi, siamo alla struttura piu’ semplice conosciuta ma, come vedremo tra poco, fondamentale per la comprensione dell’universo.

Come e’ stato fatto questo esperimento?

L'esperimento ASACUSA del CERN

L’esperimento ASACUSA del CERN

Senza annoiarvi con tecnicismi, gli anti-idrogeni sono prodotti da un deceleratore di antiprotoni e poi allontanati dal punto di produzione ad una distanza sufficiente a non risentire dei campi magnetici. Questo accorgimento e’ fondamentale per stabilizzare gli anti-atomi che altrimenti si scomporrebbero scomparendo. Come vedete nella foto riportata, la camera da vuoto utilizzata e’ infatti un lungo tubo e gli anti-idrogeni sono stati osservati e immobilizzati ad una distanza di quasi 3 metri dal punto di produzione.

Perche’ e’ cosi’ importante l’anti-idrogeno?

La sua semplicita’ rispetto agli atomi piu’ pesanti, sia per materia che per anti-materia, ha fatto si che questi siano stati i primi atomi stabili creati nell’universo in espansione. Secondo la teoria, idrogeno e anti-idrogeno dovrebbero avere esattamente lo stesso spettro di emissione. Poter disporre in laboratorio di un fascio stabile di anti-atomi consentira’ di studiare a fondo le caratteristiche di questa struttura analizzando nei minimi dettagli ogni minima possibile discrepanza con l’idrogeno. Queste caratteristiche aiuterebbero notevolmente nella comprensione dell’asimmetria tra materia e anti-materia dando una notevola spinta in avanti nella comprensione della nascita del nostro universo e nella ricerca di ogni possibile accumulo di anti-materia.

Concludendo, questa importante notizia apre nuovi scenari nello studio della fisica di base, offrendo un’occasione fondamentale per comprende il nostro universo. Come spesso avviene, molti siti e giornali si sono lanciati in speculazioni parlando di pericoli o applicazioni fantascientifiche che lasciano un po’ il tempo che trovano. Sicuramente, il futuro in questa branca della ricerca ha ancora molto da offrire e non possiamo che essere entusiasti delle novita’ che ancora ci attendono.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

WISE scopre e ritiriamo fuori Nibiru

13 Mar

La natura stessa di questo blog e’ molto semplice e ormai la conoscete tutti: partiamo dal catastrofismo per parlare di scienza. Questa apparentemente strana chiave di lettura della divulgazione e’ in realta’ un punto di forza. Come sappiamo bene, specialmente negli ultimi tempi, il catastrofismo ed il complottismo riempono non solo le pagine internet ma anche gli articoli dei giornali e alcune, purtroppo note, trasmissioni televisive.

Perche’ dico questo?

Oggi apro le riviste scientifiche e trovo che WISE, il telescopio infrarosso della NASA di cui abbiamo parlato anche in altri post, ha scoperto un sistema binario di nane brune distante soltanto 6,5 anni luce dal nostro Sole, si tratta del sistema stellare piu’ vicino scoperto dal 1916. Bene, notizia molto interessante.

Poi pero’, apro alcuni siti catastrofisti, i soliti noti di cui non voglio neanche fare il nome, e vedo che la notizia di questa scoperta e’ stata subito presa d’assalto. Ovviamente, in questo caso non si parla assolutamente di scienza ma indovinate di cosa? Ovviamente di Nibiru!

Meno male, cominciavo a preoccuparmi, erano gia’ alcune settimane che non sentivamo parlare di Nibiru. Se credevate che i soliti noti lo avessero dimenticato, vi sbagliavate di grosso.

Per chi avesse perso le ultime “puntate” della telenovela Nibiru, vi segnalo gli ultimi post, ovviamente in ognuno di questi trovate poi i link ad altri post e ad altri ancora, proprio per giustificare il termine “telenovela”:

Il Vaticano a caccia di Nibiru

Nibiru, il pianeta degli innamorati

Nibiru e’ vicino, la prova delle orbite

Nibiru e la deviazione delle Pioneer

Nibiru: la prova del trattore gravitazionale

Asteroide Nibiru: considerazioni scientifiche

Storia astronomica di Nibiru

La NASA torna a parlare di Nibiru

2012, la NASA non smentisce?

Bene, cerchiamo di andare con ordine partendo proprio dal catastrofismo per arrivare invece alla scienza.

Stando a quanto potete leggere in rete, Wise avrebbe scoperto questo sistema binario di nane brune molto vicine al Sole, come detto sopra, soltanto 6,5 anni luce da noi. Per chi non fosse pratico, vi ricordo che l’anno luce e’ semplicemente una misura di distanza, corrispondente al percorso che la luce compie in un anno. Per avere la conversione in Km, anche se corrisponde ad un numero molto grande, basta sapere che la luce percorre circa 300000 Km ogni secondo.

Fin qui tutto bene. Ora, questo sistema di stelle sembrerebbe spostarsi molto velocemente nello spazio e proprio da questo particolare si puo’ insinuare il dubbio. Come sappiamo bene, una delle tante ipotesi campate in aria era appunto quella che Nibiru fosse una nana bruna e proprio questo lo renderebbe invisibile ai nostri telescopi anche se gia’ presente nel sistema solare e magari in rotta di collisione con la Terra. A parte il fatto che ora stiamo parlando dell’osservazione con un telescopio di nane brune, dunque cade subito l’ipotesi di invisibilita’, come visto tante volte, magari sarebbe il caso di sfogliare un libro di astronomia prima di sparare assurdita’ scientifiche.

Perche’ dico questo? Semplice, la frase che trovate su alcuni siti catastrofisti e’ piu’ o meno questa, mentre si parla appunto della velocita’ di spostamento delle nane brune:

cambiano la loro posizione molto rapidamente, il che fa supporre che sono molto vicine al nostro sistema solare. Esse possono essere anche un pericolo per il fatto che durante il loro spostamento rapido possono spingere comete e asteroidi verso il nostro sistema planetario.

Finalmente ci siamo arrivati, Nibiru e’ una nana bruna, due nane brune sono state scoperte vicine al Sole, le stelle si muovono molto rapidamente e dunque possono scagliare comete e asteroidi verso di noi. Perfetto, in questa frase c’e’ davvero tutto. Come sappiamo e come visto in altri post, dopo il caso del meteorite di Cheliabynsk di cui abbiamo parlato in questi post:

Se fosse stato il meteorite di Roma?

Pioggia di meteore in Russia

Meteorite anche a Cuba e Dark Rift

una notevole speculazione e’ partita su questo argomento:

Lezione n.1: come cavalcare l’onda

La scoperta di Wise ha dunque offerto l’assist per continuare a parlare di queste tematiche e ovviamente far tornare tutti i conti.

Questo e’ il lato catastrofista, ora parliamo di scienza.

Come detto all’inizio, la scoperta di Wise e’ reale e veramente il sistema binario e’ stato individuato molto vicino al nostro Sole, soltanto 6,5 anni luce. Questa distanza e’ del tutto paragonabile a quella del sistema stellare a noi piu’ vicino che e’ Alpha Centauri a soli 4,4 anni luce.

Davvero le stelle mostrano una cosi’ elevata velocita’ di movimento?

Assolutamente no, gli astronomi hanno detto questo solo per indicare la vicinanza delle nane brune. Mi spiego meglio. Immaginiamo di essere sul ciglio della strada, di guardare dritto di fronte a noi e di veder passare un’automobile a 50 Km/h. Ovviamente, senza muovere la testa cioe’ senza seguire il movimento della macchina, il passaggio nel vostro campo visivo durerebbe veramente poco. Ora, se invece vediamo una macchina passare sempre a 50 Km/h ma questa volta, ad esempio, a 100 metri di distanza, allora il tempo del passaggio sara’ piu’ lungo. In altri termini, il periodo trascorso dell’automobile nel vostro campo visivo sara’ piu’ lungo in questo secondo caso. Bene, questo e’ esattamente quello che gli astronomi hanno detto per indicare la vicinanza del sistema binario. Il fatto di vedere le stelle muoversi molto velocemente ha appunto fatto capire che la distanza doveva essere molto piccola.

Per completezza, e’ stato ovviamente assegnato un nome a questo sistema binario che e’ stato chiamato WISE J104915.57-531906. Questa e’ una foto scattata da Wise, in cui si vede il dettaglio del sistema binario con le due nane brune di cui stiamo parlando:

Immagine catturata da WISE delle due nane brune vicine al Sole

Immagine catturata da WISE delle due nane brune vicine al Sole

A questo punto pero’, la domanda lecita che possiamo farci e’: ma cosa sono queste nane brune? Molto brevemente, si tratta di oggetti con massa piu’ grande rispetto a quella di un pianeta ma inferiore a 0,08 volte quella del Sole. Questo rappresenta il limite astronomico, ma in realta’ nucleare, per poter innescare le potenti reazioni di fusione. In questo senso, le nane brune sono corpi celesti relativamente freddi e molto spesso vengono infatti chiamate “stelle mancate”. Proprio la bassa luminosita’ di queste stelle le rende difficilmente osservabili.

Il telescopio Wise, lanciato dalla NASA nel 2009, era specializzato proprio nella ricerca di oggetti di scarsa luminosita’, come asteroidi e nane brune. Wise comprende un telescopio sensibile all’infrarosso con uno specchio di 40 cm di diametro. Proprio la finestra di sensibilita’ dello strumento lo rende adatto a questo tipo di ricerche.

Purtroppo, come detto all’inizio dell’articolo, la grande mole di immagini catturate da Wise, ma soprattutto le particolari ricerche su cui questo telescopio e’ specializzato, lo rendono una delle missioni piu’ amate dai catastrofisti. Questi sono solo alcuni dei post in cui ne abbiamo parlato:

Scontro Terra-Nibiru a Luglio?

Venerdi finisce il mondo!

Finalmente le foto di Nibiru

Concludendo, anche in questo caso, le notizie riportate su internet dai soliti noti non sono altro che una distorsione della realta’ scientifica da cui sono estropolate. Il telescopio Wise della NASA e’ stato in grado di osservare un sistema binario di nane brune a soli 6,5 anni luce dal Sole e questa rappresenta una notevole scoperta in campo astronomico. Queste stelle pero’ non sono assolutamente pericolose, non sono in rotta di collisione con noi ma soprattutto non sono le responsabili di nessuna pioggia di meteoriti, tra l’altro completamente inesistente, lanciata verso la Terra.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.