Antimateria

Enciclopedia della Scienza e della Tecnica (2008)

antimateria

Claudio Censori

Materia, simile a quella ordinaria, nella quale però ogni particella è sostituita da un’antiparticella, caratterizzata dall’avere massa, spin e vita media uguali, carica elettrica, momento magnetico, numero barionico, leptonico o altro numero quantico uguali in valore assoluto ma di segno opposto. In linea di principio, per ogni sistema di particelle costituente la materia ordinaria (nuclei, atomi ecc.) possono esistere sistemi altrettanto stabili di antimateria, in cui ciascuna particella è sostituita dalla corrispondente antiparticella. Esempi di antiparticelle sono il positrone, l’antiprotone e l’antineutrone, rispettivamente corrispondenti all’elettrone, al protone, al neutrone. Particelle e antiparticelle poste in interazione si annichiliscono, trasformandosi in altre particelle di massa minore ed emettendo radiazione elettromagnetica. L’Universo è composto essenzialmente di materia ordinaria; l’antimateria vi può essere osservata solo per poche particelle alla volta, attraverso lo studio dei prodotti di reazione di esperimenti condotti tramite acceleratori di particelle. L’asimmetria materia-antimateria si può spiegare sulla base della non conservazione del numero barionico B, differenza fra il numero dei barioni e quello degli antibarioni. Se B fosse esattamente conservato, un Universo che avesse avuto inizio in uno stato simmetrico (B=0) dovrebbe oggi essere composto di materia e antimateria in quantità uguali. A meno di ammettere condizioni iniziali estremamente asimmetriche, l’esistenza dell’Universo attuale sembra richiedere che, in qualche fase della sua evoluzione, la simmetria fra barioni e antibarioni si sia rotta spontaneamente. Per la ­formazione di stati stabili con B≠0 sono necessarie interazioni (note sperimentalmente) che violino l’invarianza rispetto al prodotto (CP) della coniugazione di carica (C) per l’inversione spaziale, o parità (P), e che, l’equilibrio termodinamico sia in qualche momento rotto; quest’ultima condizione costituisce un importante ingrediente del modello inflazionario.

Astronomia multicanale; Particelle elementari; Universo

CATEGORIE