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L'antimateria nell'ambito della teoria quantistica: particella e onda

12.05.2019

L'esperimento della doppia fenditura dimostra uno dei principi fondamentali della fisica quantistica: anche le particelle puntiformi sono onde. Nella versione standard dell'esperimento, le particelle passano attraverso una coppia di fessure in una barriera solida. Dall'altro lato sullo schermo appare uno schema di interferenza, tipico delle onde. Le creste e le depressioni che emergono da ciascuna fessura si rafforzano o si annullano a vicenda mentre si sovrappongono, creando bande alternate di densità di particelle alta e bassa sullo schermo.

Questo tipo di esperimento ha rivelato la dualità corpuscolare-onda di fotoni, elettroni, atomi e persino grandi molecole. Ma è molto difficile creare un forte raggio uniforme di antiparticelle per condurre un esperimento con l'antimateria. Ora un nuovo esperimento della doppia fenditura ha confermato la natura ondulatoria dell'antiparticella dell'elettrone, il positrone.

I ricercatori hanno sviluppato un dispositivo in cui i positroni, generati dal decadimento radioattivo dell'isotopo sodio-22, passano attraverso due file successive di barre verticali spesse meno di un micrometro. Le distanze tra queste aste, ciascuna di poche centinaia di nanometri, funzionano come fessure in un classico esperimento. Le onde di positroni si propagano al rivelatore di emulsione nucleare, dove le antiparticelle cambiano la struttura chimica dei cristalli di bromuro d'argento.

Un rivelatore di emulsioni nucleari "sembra una pellicola fotografica", afferma il coautore dello studio Marco Giammarchi, fisico dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Milano. Sviluppare una pellicola di emulsione nucleare in una stanza buia e osservarla al microscopio rivela tracce chimiche di positroni. In effetti, il team di Jammarka ha trovato un modello di interferenza di positroni con bande alternate di densità di positroni alta e bassa.

Jammarcki e colleghi sperano di utilizzare la nuova tecnica per sondare la natura di altri conglomerati di antimateria, come il positronio.

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