Il testo di Close, che ha il merito di essere divulgativo senza cadere nell’ approssimazione, si sviluppa attorno a quattro macro domande inerenti l’antimateria. Esse sono: Che cos’è l’antimateria? Come si è generata? Quando, come e da chi è stata scoperta? E infine quali sono quelli che Giorgio Panini, il traduttore italiano dell’opera a cui è stato conferito il Premio Monselice come migliore traduzione scientifica del 2011, chiama i fattoidi, vale a dire le fantasie credute realtà circa l’antimateria. In effetti, per quanto possa sembrare bizzarro, la motivazione occasionale dello scritto di Close, e l’autore lo confessa più volte non senza tradire una certa ironia, è stata la pubblicazione di un celebre best seller: Angeli e demoni di Dan Brown. Scritto nel 2000, pubblicato in Italia nel 2004, e rilanciato poi nel 2009 dalla sua versione cinematografica, il libro ruota attorno a questa intuizione narrativa (ci assumiamo il rischio di banalizzare la trama): il vaticano è minacciato da una bomba all’antimateria. A reagire scandalizzato fu non solo il milieu ecclesiastico, ma, a maggior ragione, quello dei fisici di professione. Ciò che fa riflettere è che il fattoide della bomba all’antimateria non ha perturbato solo la fantasia romanzesca di Dan Brown, ma anche quella dell’aereonautica militare statunitense che nel 2004 vagheggiava di un possibile aereo ad antimateria (cfr. p. 159). Ecco uno degli obbiettivi che Close si prefigge in questo scritto: da bravo divulgatore scientifico, nel senso più lodevole del termine, egli vuole smascherare i falsi miti, facendo chiarezza intorno all’argomento, tracciando la linea che delimita il possibile da ciò che non lo è. Se è vero, come vedremo, che l’esistenza dell’antimateria è qualcosa che a distanza di più di ottant’anni dagli studi di Dirac non si può mettere in discussione, è vero altresì che ipotesi futuristiche di bombe all’antimateria sono del tutto prive di realtà. Nei ringraziamenti che precedono l’inizio del libro, Frank Close esprime la sua gratitudine nei confronti di Kathryn Maris la quale, per definire materia e antimateria, fa uso di questa bella analogia: «sono fratelli, come Caino e Abele, figli dei progenitori (il Big Bang), e uno dei fratelli uccide l’altro» (p. VIII). L’antimateria, allora, appare come il doppio invisibile di questo mondo, «ombra della materia» (p. 6), è la sua gemella sinistra. Fra materia e antimateria vi è una simmetria discreta. È noto che gli atomi che costituisco la materia sono attraversati da correnti elettriche di natura attrattiva o repulsiva; ebbene anche negli atomi di antimateria esistono delle forze elettriche, solo che hanno polarità opposte rispetto alle prime. Insomma si tratta di particelle in tutto identiche alla materia tranne che per la carica elettrica. Paul Dirac nel 1928 introdusse con grande ardimento immaginativo la possibile esistenza di stati coniugati di carica degli elettroni ordinari in cui, oltre agli elettroni, esisterebbero le suddette particelle interamente speculari, che si differenziano dalle prime solo per il segno della carica elettrica che, laddove è negativo per gli elettroni, sarebbe positivo per i coniugati, detti perciò positroni. L’esplosione del Big Bang avrebbe generato sia la materia sia il suo corrispettivo antimaterico, che in una primissima fase emersero in uguali quantità, ma poco più tardi deve avere avuto luogo quella che Close chiama la Grande Annichilazione. Proprio come nella ricordata analogia biblica Dio apprezzava i sacrifici animali di Abele e disdegnava i frutti della terra di Caino, così la materia ha storicamente vinto sull’antimateria. «Perché l’Universo non ne contiene più?» (p. 125), ovvero «perché è sopravvissuta la materia?» (ibid.). L’articolata ipotesi teorica ricostruita da Close nel capitolo Perché mai esistono le cose? secondo cui «la progenie dei majoroni ha prodotto un universo dove una manciata di quark “in più” sopravvive ogni dieci miliardi di quark che scompaiono insieme ai corrispondenti antiquark» (p. 140) ha carattere solo speculativo, è una affascinante teoria in attesa di essere convalidata da prove. Quel che è certo è che si è prodotta un’asimmetria tra materia e antimateria e che quest’ultima ha avuto luogo quando «l’Universo era molto più giovane e molto più caldo e presentava caratteristiche assolutamente eccezionali, oggi non ottenibili nei laboratori» (p. 141). Ecco perché l’affermazione secondo cui al Cern di Ginevra starebbero riproducendo il Big Bang è un altro di quei fattoidi a cui non va prestato fede. Come scrive Citati in una bella recensione al testo di Close: «siamo diventati materia, e ne sopportiamo il peso: ma forse avremmo potuto diventare antimateria, la forza che domina nel cuore della nostra Galassia». Se non si fosse verificata questa situazione di asimmetria, se le frequenti collusioni di materia e antimateria fossero continuate ad libitum, oggi non esisterebbe l’Universo come lo conosciamo, e la vita non sarebbe apparsa nel mondo. Fu così che quello squilibrio lievissimo fece sì che l’antimateria divenisse furtiva ombra spettrale. La complessa equazione di Dirac (il cui commento è collocato dall’autore nell’Appendice, limitandosi nel corpo del testo a calcoli piuttosto semplici, spiegazioni lineari e gradevoli aneddoti che permettono una ricostruzione fantasiosa e avvincente, quasi romanzesca, dei grandi protagonisti della fisica contemporanea) aveva dunque aperto la strada allo studio dell’antimateria. Nel 1960 il viennese Bruno Touschek azzardò nei neonati laboratori di Frascati dell’Istituto nazionale di Fisica Nucleare, che si potessero addirittura produrre fasce accelerate di positroni da portare in collisione in un anello magnetico di accumulazione con elettroni ordinari. Da lì nacque il progetto sperimentale AdA (Anello di Accumulazione) del primo collisore materia/antimateria, che nel 1963 funzionò come primo collisore al mondo. Oggi non c’è laboratorio di fisica delle particelle che non abbia un collisore sempre più grande di AdA. Lo stesso Large Hadron Collider di Ginevra ha come progenitore il piccolo AdA. L’intuizione di Dirac era stata provata poi a posteriori ed era straordinariamente corretta, come se uno spirito platonico si fosse insinuato nello studio della realtà a testimoniarne la potenza del pensiero. Per tornare al fattoide della bomba ad antimateria, sgomberando definitivamente il campo da ogni possibile incertezza sulla sua realizzazione o meno, Close riferisce il commento acuto di Rolf Landua del CERN secondo cui: «gli scienziati hanno capito che la bomba atomica era davvero possibile molti anni prima che ne fosse fabbricata, e fatta esplodere, una; la gente comune cadde allora dalle nuvole, sorpresa e affascinata. Per contro la bomba ad antimateria è stata immaginata dal pubblico che vuole saperne di più, anche se noi sappiamo da molto tempo che essa non è affatto uni strumento pratico e utilizzabile» (p. 155). Ma ciò che non finirà mai di stupirci è l’incredibile bellezza di questo agglomerato di atomi «ordinatamente messi insieme e capaci di pensare, di guardare e ri-guardare con meraviglia l’Universo che ci ha prodotti, di fabbricare macchine che possono indagare sulle nostre origini nel Big Bang» (p. 165). E quello che ha consentito tutto questo è stata l’antimateria, sembrano riecheggiare le parole del detto antico «da dove gli esseri hanno origine, lì hanno anche la distruzione secondo necessità: essi pagano l’uno all’altro la pena e l’espiazione dell’ingiustizia secondo l’ordine del tempo» (Anassimandro, in Simplicio De physica, 24, 13).
Alessandra Scotti
S&F_n. 9_2013
