Che forma ha l’elettrone? È più o meno questa la domanda a cui risponde uno studio appena pubblicato su Science. Ebbene, l’elettrone è “rotondo”. O, meglio, “rotonda” è la distribuzione della carica elettrica al suo interno. Ma perché ci interessa sapere com’è distribuita la carica elettrica all’interno dell’elettone? Perché questo ha a che fare con uno dei più grandi enigmi della cosmologia (la branca della scienza che studia l’origine e l’evoluzione dell’universo): la cosiddetta asimmetria fra materia e antimateria. Chiaro no? Vediamo di capirci qualcosa.
L’asimmetria di Baryon
Partiamo dalle origini, letteralmente. Secondo la teoria attualmente più accreditata, il nostro universo ha avuto origine da una grande esplosione, il Big Bang. Come spiegano gli esperti del Cern, in teoria dal Big Bang dovrebbe essersi generata una quantità equivalente di materia e di antimateria, cioè di quella componente del nostro universo che ha esattamente le caratteristiche opposte della materia corrispondente, ma massa identica. Per fare un esempio, l’antimateria (o, meglio, antiparticella) corrispondente all’elettrone è il positrone (da non confondere col protone), che ha una massa identica a quella di un elettrone ma carica opposta. In pratica, nei millisecondi successivi al Big Bang, materia e antimateria avevano la stessa identica probabilità di formarsi, ma quello che in realtà gli esperti osservano è che c’è una enorme asimmetria fra materia e antimateria nella composizione del nostro universo, che è costituito praticamente solo da materia.
Dipolo sì o dipolo no
Come racconta una news di Science, una delle possibili spiegazioni a questo enigma potrebbe essere legata al fatto che materia e antimateria, in realtà, si comportino in maniera leggermente diversa l’una dall’altra. Il che sarebbe una conseguenza dell’ipotesi secondo cui alcune leggi della fisica (in particolare quelle che regolano le interazioni delle particelle fondamentali) sarebbero leggermente diverse se le dovessimo osservare mentre le lancette dell’orologio scorrono all’indietro, cioè invertendo il flusso del tempo. E, in effetti, abbiamo delle prove al riguardo. Ma le osservazioni collezionate fino questo momento non sono sufficienti per spiegare l’entità del fenomeno dell’asimmetria fra materia e antimateria. Un’altra possibilità è che esistano particelle non ancora scoperte che abbiano proprietà tali da poter influenzare la distribuzione della carica elettrica all’interno dell’elettrone, creando un’asimmetria detta momento di dipolo. Stando però ai risultati della recente pubblicazione, questo dipolo non sembra esistere. Grazie a raffinati esperimenti, gli autori hanno infatti dimostrato che la carica elettrica dell’elettrone è distribuita in modo perfettamente simmetrico: banalizzando, possiamo immaginarci l’elettrone come una sorta di biglia perfettamente rotonda. Questo non esclude completamente la possibilità che esistano particelle che non abbiamo ancora scoperto e che hanno le proprietà di cui parlavamo prima, ma rende meno probabile l’ipotesi e anche la loro eventuale scoperta.
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di Sara Carmignani www.wired.it 2023-07-07 14:35:49 ,