La Collaborazione ALPHA è un gruppo di fisici di circa 11 università che lavorano insieme (o "collaborano") per cercare di intrappolare l'antimateria neutra. L'antimateria neutra che stanno lavorando per intrappolare è l'antiidrogeno. Questa è la versione antimateria dell'idrogeno, il primo atomo della tavola periodica. L'antiidrogeno, come l'idrogeno, ha due particelle caricate in modo opposto. L'idrogeno ha un protone e un elettrone, e così l'antiidrogeno avrebbe un antiprotone e un positrone. Un positrone è il nome comune per l'antielettrone.
Collaborazione ALPHA
CERN
La collaborazione ALPHA ha il suo esperimento al CERN di Ginevra in Svizzera. Il CERN è l'unico posto al mondo che può fornire antiprotoni "lenti" che possono essere facilmente catturati da ALPHA. ALPHA porta poi questi antiprotoni a contatto con i positroni e forma l'antiidrogeno.
L'antiidrogeno ha, come molti atomi e specialmente l'idrogeno, un piccolo momento di dipolo magnetico. Un momento di dipolo è un altro modo per dire che l'atomo si comporta un po' come se fosse un piccolo magnete con un polo nord e uno sud. Normalmente questi piccoli magneti sono attratti da altri magneti. Tuttavia, alcuni atomi in alcuni stati si comportano in modo tale da essere respinti dai campi magnetici. Questo significa che gli atomi potrebbero essere intrappolati nello spazio rendendo minimo il campo magnetico. ALPHA sta cercando di fare proprio questo con l'antiidrogeno. Con una disposizione intelligente dei magneti, ALPHA ha una cosiddetta trappola magnetica minima, in cui l'antiidrogeno può essere intrappolato.
Questo è un processo difficile. Le forze magnetiche su questi atomi sono abbastanza deboli, quindi la trappola può contenere solo atomi di antiidrogeno di energia motoria (cinetica) molto bassa, cioè a temperature molto basse. L'attuale stato dell'arte della trappola ALPHA può contenere atomi di antiidrogeno nel loro stato fondamentale se sono più freddi di circa 0,5 Kelvin (cioè 0,5 gradi sopra lo zero assoluto). ALPHA sta attualmente lavorando per produrre tale antiidrogeno freddo.
Domande e risposte
D: Che cos'è la Collaborazione ALPHA?
R: La Collaborazione ALPHA è un gruppo di fisici di circa 11 università che lavorano insieme per cercare di intrappolare l'antimateria neutra.
D: Qual è l'antimateria neutra che la Collaborazione ALPHA cerca di intrappolare?
R: L'antimateria neutra che la Collaborazione ALPHA lavora per intrappolare è l'anti-idrogeno.
D: Che cos'è l'antiidrogeno?
R: L'antiidrogeno è la versione antimateria dell'idrogeno, il primo atomo della tavola periodica, che ha due particelle con carica opposta, proprio come l'idrogeno.
D: Quali sono le due particelle con carica opposta nell'antiidrogeno?
R: Le due particelle con carica opposta nell'antiidrogeno sono un antiprotone e un positrone.
D: Che cos'è un positrone?
R: Il positrone è l'antielettrone ed è l'opposto dell'elettrone.
D: Qual è l'obiettivo della Collaborazione ALPHA nell'intrappolare l'antiidrogeno?
R: L'obiettivo della Collaborazione ALPHA nell'intrappolare l'antiidrogeno è studiare le proprietà e il comportamento dell'antimateria, che potrebbe aiutarci a capire meglio il funzionamento fondamentale dell'universo.
D: In che modo il lavoro della Collaborazione ALPHA sull'antiidrogeno si collega alla tavola periodica?
R: Il lavoro della Collaborazione ALPHA sull'antiidrogeno si riferisce alla tavola periodica perché l'antiidrogeno è la versione di antimateria del primo elemento della tavola, l'idrogeno.