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Caserta. Nuova Accademia Olimpia Le moderne concezioni scientifiche e filosofiche e la natura

(Caserta24ore) CASERTA Sabato 21 Aprile al Liceo Manzoni di Caserta si discute di materia e antimateria e del loro ruolo durante i primissimi istanti di evoluzione dell’Universo appena dopo il “big bang”. Marco Napolitano, Professore Emerito di Fisica Sperimentale presso il Dipartimento di Fisica “E. Pancini” dell’Università di Napoli Federico II, ci propone uno dei più importanti temi di fisica contemporanea che impegna giorno per giorno diverse centinaia di scienziati del CERN (l’organizzazione europea per la ricerca nucleare) e dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. L’evento è il quarto appuntamento del 2018 degli Incontri dell’Umanesimo della Nuova Accademia Olimpia che è al suo ventiseiesimo anno di attività. A scuola abbiamo imparato che la materia è costituita di atomi e che questi sono aggregati di tre diverse particelle: protoni, neutroni ed elettroni. Protoni ed elettroni possiedono una carica elettrica che è una proprietà che permette a queste particelle di interagire attraverso le forze elettriche e magnetiche. In generale, le particelle possiedono anche altri tipi di “carica” che giustificano altre loro specifiche proprietà. Una cosa interessante scoperta nel secolo scorso è che ad ogni particella corrisponde “un’anti-particella”. Per esempio, al protone, al neutrone e all’elettrone corrispondono le antiparticelle dette antiprotone, antineutrone e antielettrone, rispettivamente. Queste ultime differiscono dalle prime soltanto per avere carica elettrica, e qualunque altra carica, opposte. In particolare, un antiprotone ha la massa del protone ma carica elettrica opposta a quella del protone, mentre un antielettrone (detto anche positrone) ha la massa dell’elettrone ma carica opposta a quella dell’elettrone. Sulla base di questa scoperta, i fisici hanno ipotizzato l’esistenza di aggregati di antiparticelle __ nella fattispecie antiprotoni, antineutroni e positroni __ detti “anti-atomi”. E, conseguentemente, l’esistenza di aggregati di anti-atomi per formare la cosiddetta “antimateria”. Ma per gli scienziati è stato allora semplice ipotizzare l’esistenza di un “anti-mondo” con proprietà di carica “speculari” all’ordinario mondo in cui viviamo. Al CERN (a Ginevra), ma anche in numerosissime altre parti del globo, gli studi teorici e sperimentali sull’antimateria sono in corso da diversi decenni. Nella seconda metà degli anni Novanta, proprio al CERN è stata realizzata la formazione di antiatomi, utilizzando sofisticatissime trappole per particelle elettricamente cariche, arrivando così a formare un sistema legato analogo a quello dell’atomo di idrogeno, il cosiddetto “antidrogeno”. In accordo alle più accreditate teorie cosmologiche, durante i primissimi istanti di evoluzione dell’Universo appena dopo il “big bang”, si verificò una scomparsa dell’antimateria ma non della materia. Una possibile spiegazione di ciò sembrerebbe essere intimamente legata alla violazione delle proprietà di invarianza di cui godono fenomeni fisici sotto specifiche trasformazioni di simmetria. Per esempio, se operassimo una trasformazione che cambia tutte le cariche elettriche positive dell’Universo in negative e, viceversa, quelle negative in positive, tutte le leggi dell’elettromagnetismo rimarrebbero le stesse e i relativi fenomeni si manifesterebbero nella medesima maniera. Questa operazione di simmetria è detta “C” che sta per “coniugazione di carica”. Un altro esempio è fornito da quella trasformazione, detta “P” (che sta per “parità”), la quale consiste in una riflessione spaziale, cioè quella che opera uno specchio piano scambiando la destra con la sinistra e che in aggiunta ruoti l’immagine di 180° attorno a un asse ortogonale allo specchio. E’ un dato di fatto che, se applicate a fenomeni in cui sono coinvolte le interazioni fondamentali come quella gravitazionale, quella elettromagnetica e quella nucleare forte, l’applicazione di C e di P porterebbe ad una impossibilità di fornire una definizione assoluta di carica positiva oppure negativa e di destra oppure di sinistra. Tuttavia, gli esperimenti hanno dimostrato che esistono fenomeni che non sono invarianti per trasformazione di C e di P o per una trasformazione composta corrispondente all’applicazione successiva di P e di C. Il che conduce alla possibilità di poter distinguere la materia dall’antimateria. Conseguentemente, come ha osservato il famoso fisico Richard Feynman, un ipotetico alieno abitante di un mondo lontano dal nostro potrebbe dirci se il suo mondo è fatto di materia oppure di antimateria. Questa è la tematica, assai attraente, relativa alla conferenza dal titolo “Materia-antimateria: una simmetria imperfetta” che il Professor Marco Napolitano, Professore Emerito di Fisica Sperimentale presso il Dipartimento di Fisica “E. Pancini” dell’Università degli Studi di Napoli Federico II terrà sabato 21 Aprile 2018, presso l’Aula Magna del Liceo Statale Manzoni (via De Gasperi, Caserta), con inizio alle ore 18:30. La conferenza sarà preceduta da un saluto della Dott.ssa Adele Vairo, Dirigente Scolastico del Liceo Manzoni. Marco Napolitano, ha al suo attivo una intensa attività di ricerca nell’ambito della fisica sperimentale delle alte energie, sviluppata in seno a progetti di ricerca di rilevanza internazionale presso il CERN e l’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare). La sua produzione scientifica consta di oltre 400 pubblicazioni ed è finalizzata, in particolare, a studi di fotoproduzione di mesoni su nucleoni, produzione di coppie di muoni e adroni associati nell’interazione protone-protone ad alta energia, processi diffrattivi nell’interazione protone-antiprotone ad altissima energia e studi di fisica elettrodebole,