Triestini a caccia dell'antimateria

TRIESTE Astrofisici triestini a caccia dell'antimateria e della materia oscura dell'Universo. E' finalmente in orbita attorno alla Terra la piattaforma scientifica Pamela, realizzata grazie alla collaborazione tra l'Agenzia spaziale italiana e varie sezioni dell'Infn, l'Istituto nazionale di fisica nucleare. Tra queste la sezione di Trieste, che ha sede in Area Science Park e che ha progettato e costruito uno degli strumenti-chiave di Pamela: un calorimetro elettromagnetico che ha il compito di intercettare nei raggi cosmici le particelle di antimateria e i tuttora misteriosi componenti della materia oscura.
La piattaforma Pamela (un parallelepipedo lungo un metro e 30 centimetri, largo 75 centimetri e pesante 500 chili) è agganciata al gigantesco satellite russo Resurs DK-1, destinato allo studio della Terra, partito giovedì mattina dal cosmodromo di Baikonur, nel Kazakistan, in groppa al vecchio e collaudatissimo vettore Soyuz-2. Resurs e Pamela si sono inseriti su un'orbita ellittica quasi polare, con un perigeo di 300 chilometri e un apogeo di 600. Su quest'orbita Pamela dovrebbe lavorare per almeno tre anni. Ma che cos'è e come funziona il calorimetro – interamente "made in Trieste" – installato a bordo di Pamela? Lo spiega Valter Bonvicini, ricercatore triestino dell'Infn, responsabile dello strumento, che ha lavorato al progetto per oltre dieci anni: "Si tratta di un rivelatore in grado di misurare con grande precisione l'energia delle particelle che lo attraversano e di separare le diverse componenti dell'antimateria presenti nei raggi cosmici: vale a dire antiprotoni e positroni.
Lo strumento è costituito da 22 strati di tungsteno intervallati da 44 strati di rivelatori al silicio capaci di registrare il passaggio delle particelle, i cui segnali vengono letti da dispositivi elettronici, realizzati anch'essi a Trieste". E' con questo calorimetro elettromagnetico, abbinato a uno spettrometro magnetico e a rivelatori a scintillazione, che i progettisti di Pamela sperano di sapere qualcosa di più su antimateria e materia oscura: due degli enigmi più affascinanti del cosmo. L'antimateria (vale a dire la materia costituita da particelle di carica elettrica opposta rispetto a quelle che conosciamo) è oggi rarissima nell'Universo e si produce negli acceleratori. Eppure al momento del Big Bang doveva essersi formata in quantità pressoché uguale alla materia. Materia e antimateria si sarebbero poi annichilite reciprocamente in un lampo di energia. E tutto il cosmo che conosciamo deriverebbe da un piccolo "residuo" di materia. Ma esistono ancora atomi di antimateria primordiale? Pamela ha il compito di cercare antiprotoni e positroni (ovvero elettroni positivi) nel flusso di raggi cosmici che colpisce incessantemente il nostro pianeta, misurandone la quantità e l'energia.
Ancora più intrigante il discorso sulla materia oscura. L'Universo che possiamo osservare (con la materia a noi familiare, fatta di protoni e neutroni) rappresenta appena il 5 per cento del cosmo. C'è poi un 70 per cento di energia oscura che pervade l'Universo e che è responsabile della sua espansione accelerata. E ancora un 25 per cento di materia oscura costituita da particelle di natura ignota.
Le principali candidate sono delle particelle supersimmetriche dette neutralini, per ora previste solo teoricamente. Pamela ne dovrà cercare le tracce nello spazio circumterrestre.
Fabio Pagan