L’antimateria ‘cade’ come la materia ordinaria: in altre parole, è soggetta alla stessa attrazione da parte della forza di gravità. Lo ha dimostrato la prima osservazione diretta di atomi di antidrogeno in caduta libera, effettuata al Cern di Ginevra grazie all’esperimento Alpha, di cui fa parte anche l’Italia con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. Pubblicata sulla rivista Nature, si tratta della prima misura di interazione gravitazionale tra materia e antimateria e conferma ancora una volta le previsioni della relatività generale di Einstein. “È una risposta che la comunità scientifica cercava fin da quando è stata scoperta l’antimateria, nel 1928”, dice all’ANSA Germano Bonomi professore all’Università di Brescia, ricercatore all’Infn e membro della collaborazione Alpha, tra gli autori dello studio. Bonomi è uno dei tre ricercatori italiani che hanno partecipato all’esperimento Alpha, condotto da 70 collaboratori internazionali: insieme a lui anche Marta Urioni, dottoranda all’Università di Brescia, e Simone Stracka, ricercatore dell’Infn. “Abbiamo dimostrato che l’antimateria cade come la materia, anche se la misura non è ancora abbastanza precisa da poter dire che cade esattamente con la stessa accelerazione”, spiega Bonomi: “Questo è ciò che dovremo scoprire nei prossimi anni”.
L’esperimento Alpha consiste in una trappola magnetica verticale, che genera al suo interno gli atomi di antidrogeno, mantenendoli in posizione grazie al campo magnetico prodotto da due bobine situate alle estremità superiore e inferiore. Gli atomi così prodotti vengono poi rilasciati lentamente abbassando l’intensità del campo magnetico, rimuovendo quindi la barriera che li tiene intrappolati: a questo punto si può osservare da che parte ‘cadono’, misurando qualsiasi influenza della forza di gravità sul loro movimento.
“Lavoriamo a questo esperimento da circa due decenni”, dice Germano Bonomi. Le difficoltà da superare sono state molte: “Ha richiesto un elevatissimo controllo dei campi elettrici e magnetici. Anche la creazione di atomi neutri, come sono quelli di antidrogeno, non è facile – spiega il ricercatore dell’Infn – così come riuscire a mantenere il confinamento magnetico per un tempo sufficiente da effettuare le misurazioni”.
La scoperta fa cadere anche l'ipotesi che l'assenza di antimateria nell'universo osservabile sia dovuta ad un comportamento inverso rispetto alla gravità, la cosiddetta ipotesi della ‘repulsione gravitazionale’. Secondo la teoria del Big Bang, nell'universo iniziale materia e antimateria sarebbero dovute essere presenti in proporzioni uguali. Eppure, il nostro universo è composto di materia ordinaria, mentre l’antimateria è praticamente scomparsa. Secondo alcuni, una possibile spiegazione di questa asimmetria sarebbe stata nella ‘gravità inversa’, cioè nel fatto che l’antimateria non viene attratta dalla forza gravitazionale come la materia, bensì respinta. Il risultato ottenuto al Cern, tuttavia, dimostra che questa teoria è sbagliata e che, riguardo la gravità, l’antimateria si comporta come la materia: “Se c’è una spiegazione dell’asimmetria tra materia e antimateria – commenta Bonomi – non è quella della repulsione gravitazionale”.