Fisici catturano un singolo positrone per mesi per indagare i segreti dell'antimateria

Un gruppo di fisici guidato dal Dr. Gerald Gabrielse, della Northwestern University, ha catturato un singolo positrone — la controparte di antimateria di un elettrone — all'interno di una trappola magnetica criogenica per diversi mesi. Raffreddando la particella quasi allo zero assoluto, il team ha creato ciò che definisce un ciclotrone quantico a un solo positrone, un atomo artificiale i cui livelli di energia quantica possono essere controllati e osservati con precisione.

Il positrone proveniva dal decadimento nucleare di un atomo radioattivo di sodio, che rilascia positroni ad alta energia e velocità; far entrare un positrone nella trappola fredda è stata una delle principali sfide dello studio. Con il positrone immobilizzato, i ricercatori hanno utilizzato segnali radio e a microonde per indurre transizioni tra singoli livelli di energia quantica e rilevare questi salti. Questa tecnica ha permesso loro di misurare il momento magnetico del positrone.

Il gruppo di Gabrielse aveva già ottenuto lo stesso tipo di misurazione quantica per l'elettrone con una precisione di una parte su dieci alla tredicesima potenza, e ora il team punta a raggiungere lo stesso livello di precisione per il positrone. L'obiettivo scientifico finale è determinare se il positrone sia davvero l'esatto opposto dell'elettrone in ogni proprietà misurabile, oppure se esistano minime differenze fisiche tra i due. Una simile differenza indicherebbe l'esistenza di una fisica che va oltre la nostra attuale comprensione dell'universo.

Il Dr. Gabrielse ha discusso della ricerca nel programma «Science Friday», condotto da Flora Lichtman.