In viaggio tra le stelle by Les Johnson

autore:Les Johnson [Johnson, Les]
La lingua: ita
Format: epub
editore: Apogeo
pubblicato: 2024-02-25T23:00:00+00:00

Figura 5.3 Annichilazione materia-antimateria. Quando un elettrone e un positrone collidono, tutta la loro energia di massa a riposo viene convertita in energia nella forma di raggi gamma. Illustrazione di Danielle Magley.

Proviamo a considerare il rilascio di energia in una scala a noi più consona. L’annichilazione materia-antimateria converte esattamente la medesima massa di materia e di antimateria in energia. Consideriamo un acino di uva passa, che pesa all’incirca un grammo. Dividiamolo in due e immaginiamo che una metà sia fatta di materia normale e l’altra di antimateria. Mettendo a contatto le due metà del chicco di uvetta produrremmo circa 9 × 1013 joule! Per confronto, un chilotone di TNT rilascia circa 4 × 1012 joule. Significa che la collisione dei due pezzetti di uvetta, se fossero fatti di materia e antimateria, sarebbe in grado di produrre un’esplosione che rilascerebbe un’energia equivalente a circa 21,5 chilotoni, approssimativamente la stessa della bomba atomica sganciata su Hiroshima, in Giappone, durante la Seconda guerra mondiale. Peccato che, per comprendere meglio di quanta energia stiamo parlando, dobbiamo paragonarla a un’efferata arma da guerra.

Ma abbiamo finalmente trovato la soluzione ottimale? Sfortunatamente, le cose non sono così semplici come sembrano. Ciò che rende l’antimateria così attraente è la medesima cosa che la rende anche così difficile da sfruttare. Vediamo come si fa a produrre o a catturare l’antimateria e immagazzinarla fino al momento del suo utilizzo.

Tutto intorno a noi vengono prodotte, continuamente e in modo naturale, delle antiparticelle. Infatti, i raggi cosmici provenienti dallo spazio colpiscono gli atomi dell’atmosfera e li separano nelle loro particelle subatomiche costituenti, le quali in seguito si ricombinano a formare nuovi atomi, ma al tempo stesso producono anche antiprotoni e positroni. Alcuni raggi cosmici sono essi stessi costituiti da particelle di antimateria, create in qualche evento a elevata energia, da qualche altra parte del cosmo, e giunte fino a noi. Ma, in realtà, le antiparticelle possono essere anche prodotte nelle nostre cucine. Infatti, nelle banane, insieme alla forma più dominante di potassio, ci sono anche alcuni atomi di potassio-40, un isotopo naturale di tale elemento. Il potassio-40 decade spontaneamente, emettendo in media un positrone ogni ora, per ogni banana. Ma non vi è nulla di cui preoccuparsi, il positrone incontrerà immediatamente un normale elettrone e i due si annichileranno, rilasciando una piccola quantità di energia che viene rapidamente e impercettibilmente convertita in calore.

Ma gli umani sono anche in grado di produrre antimateria volontariamente, negli acceleratori di particelle ad alta energia, come quello del CERN di Ginevra. Quando i protoni collidono fra di loro a velocità prossime a quella della luce, si disintegrano nelle loro particelle subatomiche costituenti e, in questo processo, viene generata anche un po’ di antimateria. Può essere prodotta anche in altri modi, ma tutti i metodi finora scoperti necessitano di collisioni, o altre interazioni ad alta energia, di materia normale. Come si può immaginare, stoccare l’antimateria prodotta, prima che essa vanga utilizzata, è una vera e propria sfida tecnologica. Dopotutto, la maggior parte dell’universo è fatto di materia normale e non appena un’antiparticella viene in contatto con una particella, le due si annichilano.

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