Ancora non chiari i motivi per cui la materia nel cosmo è risultata predominante sull’antimateria, creando così l’asimmetria tra le due. Si pensa infatti che circa 14 miliardi di anni fa, all’epoca del Big Bang, l’universo avesse una quantità equivalente di materia e antimateria.
Recentemente, gli scienziati hanno scoperto il più pesante nucleo di antimateria mai rilevato, chiamato anti-iperidrogeno-4. Questa scoperta, sebbene notevole, non ha fornito nuove risposte a un enigma fondamentale del cosmo: l’asimmetria tra materia e antimateria nell’universo. Nonostante le previsioni teoriche indichino che quantità uguali di materia e antimateria dovrebbero essere esistite all’origine dell’universo, oggi osserviamo che la materia ordinaria prevale nettamente, lasciando aperta la questione del perché l’antimateria sia così rara.
L’anti-iperidrogeno-4, prodotto all’interno del Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) presso il Brookhaven National Laboratory, è composto da quattro antiparticelle: un antiprotone, due antineutroni e un anti-iperone lambda. Questo nucleo esotico, creato durante collisioni tra ioni d’oro a velocità prossime a quella della luce, è estremamente instabile, decadendo dopo aver percorso solo pochi centimetri. Tuttavia, grazie a queste collisioni, è stato possibile rilevare circa 16 eventi che segnalavano la presenza dell’anti-iperidrogeno-4.
Il team della STAR Collaboration, incaricato di analizzare i risultati, ha utilizzato metodi avanzati per identificare i prodotti di decadimento dell’anti-iperidrogeno-4, tra cui il mesone π+ e l’antielio-4, un isotopo di antimateria già noto. L’analisi dei dati ha rivelato che, in circa sei miliardi di eventi di collisione, sono stati osservati 22 candidati eventi di anti-iperidrogeno-4, ridotti a circa 16 dopo aver escluso il rumore di fondo.
Uno degli obiettivi principali di questa scoperta è confrontare le proprietà dell’antimateria con quelle della materia ordinaria. Gli scienziati hanno confrontato la durata di vita dell’anti-iperidrogeno-4 con il suo equivalente di materia, l’iperidrogeno-4, e con un’altra coppia di nuclei, l’ipertritone e l’anti-ipertritone. Nonostante gli sforzi, non sono state osservate differenze significative tra le proprietà di materia e antimateria, il che è coerente con i modelli teorici attuali.
Questa mancanza di differenze apre una discussione più ampia sull’origine dell’asimmetria tra materia e antimateria. Sebbene la scoperta rappresenti un passo avanti nella comprensione dell’antimateria, essa non risolve la questione fondamentale del perché l’universo osservabile sia composto quasi esclusivamente di materia. Attualmente, si ipotizza che meccanismi sconosciuti abbiano causato una predominanza della materia durante le prime fasi dell’universo, ma le prove sperimentali di questa teoria restano elusive.
Le future ricerche si concentreranno sulla misurazione di eventuali differenze di massa tra particelle di antimateria e materia, che potrebbero offrire nuove intuizioni per risolvere questo mistero. Intanto, la scoperta dell’anti-iperidrogeno-4 rappresenta un’importante conferma dei modelli esistenti e dimostra che la fisica dell’antimateria rimane uno dei campi più promettenti e affascinanti della ricerca scientifica.
In conclusione, sebbene il rilevamento del più pesante nucleo di antimateria non fornisca una risposta definitiva all’enigma cosmico dell’asimmetria tra materia e antimateria, esso segna un significativo progresso nello studio dell’antimateria, con potenziali implicazioni per la nostra comprensione dell’universo.