L’atomo di idrogeno è fissato nella memoria di chi ha studiato fisica come lo è l’Infinito di Leopardi per tutti gli studenti: è infatti il primo e più importante modello atomico studiato e descritto storicamente, e il primo affrontato nei corsi di meccanica quantistica.
La sua importanza risiede nella semplicità della sua struttura e nell’accuratezza con cui il suo spettro di emissione può essere rilevato e confrontato con le previsioni della teoria. Ora la storia della fisica sembra rivivere una sorta di dejà-vu grazie a un nuovo esperimento condotto al CERN di Ginevra. Secondo quanto annunciato su “Nature” che ne pubblica un resoconto, lo studio è il primo passo verso la realizzazione delle prime misurazioni spettroscopiche dell’antidrogeno, la controparte dell’atomo di idrogeno nel mondo dell'antimateria formata da un positrone (l'antielettrone) e un antiprotone.
Lo spettro dell’idrogeno è un mezzo valido per determinare il valore di costanti fondamentali e per sfidare i limiti della fisica, compresi quelli dell’elettrodinamica quantistica: mediante il confronto con i parametri misurati per l’antidrogeno si riesce infatti a verificare la validità dell’invarianza per le trasformazioni CPT (coniugazione di carica, parità e inversione temporale).
Le nuove misurazioni sono state effettuate presso il deceleratore di antiprotoni del CERN, grazie anche alle tecniche di confinamento in trappole magnetiche di atomi di antidrogeno freddi messe a punto solo due anni fa per la collaborazione ALPHA (Antihydrogen Laser PHysics Apparatus), sempre al CERN. Una volta confinati, gli antiatomi sono stati irradiati con microonde, la cui frequenza è stata accuratamente calibrata in modo da produrre una risonanza.
I ricercatori della collaborazione ALPHA mentre preparano il sistema di iniezione a microonde (Cortesia CERN-ALPHA Collaboration)Secondo quanto riferito nell’articolo, è stato possibile osservare per la prima volta il verificarsi di transizioni quantistiche risonanti nell’antidrogeno. In particolare, la manipolazione dello stato di spin interno degli atomi ha permesso di indurre transizioni risonanti tra i livelli iperfini dello stato fondamentale del positrone.
“Per decenni, gli scienziati hanno cercato di studiare le proprietà intrinseche degli atomi di antimateria nella speranza di trovare nuove informazioni con cui rispondere alle questioni fondamentali dell’universo”, ha spiegato Mike Hayden, ricercatore della Simon Fraser University di Burnaby, in Canada, membro della collaborazione ALPHA e coordinatore dello studio. “Intorno agli anni cinquanta, i fisici hanno ottenuto i primi risultati nell’applicazione delle microonde allo studio di atomi ordinari come l’idrogeno. Ora a sessant'anni di distanza, siamo testimoni delle prime interazioni delle microonde con un antiatomo”.
da Le Scienze
(http://www.lescienze.it/news/2012/03/07/news/atomo_antidrogeno_spettro_cern-892183/
La sua importanza risiede nella semplicità della sua struttura e nell’accuratezza con cui il suo spettro di emissione può essere rilevato e confrontato con le previsioni della teoria. Ora la storia della fisica sembra rivivere una sorta di dejà-vu grazie a un nuovo esperimento condotto al CERN di Ginevra. Secondo quanto annunciato su “Nature” che ne pubblica un resoconto, lo studio è il primo passo verso la realizzazione delle prime misurazioni spettroscopiche dell’antidrogeno, la controparte dell’atomo di idrogeno nel mondo dell'antimateria formata da un positrone (l'antielettrone) e un antiprotone.
Lo spettro dell’idrogeno è un mezzo valido per determinare il valore di costanti fondamentali e per sfidare i limiti della fisica, compresi quelli dell’elettrodinamica quantistica: mediante il confronto con i parametri misurati per l’antidrogeno si riesce infatti a verificare la validità dell’invarianza per le trasformazioni CPT (coniugazione di carica, parità e inversione temporale).
Le nuove misurazioni sono state effettuate presso il deceleratore di antiprotoni del CERN, grazie anche alle tecniche di confinamento in trappole magnetiche di atomi di antidrogeno freddi messe a punto solo due anni fa per la collaborazione ALPHA (Antihydrogen Laser PHysics Apparatus), sempre al CERN. Una volta confinati, gli antiatomi sono stati irradiati con microonde, la cui frequenza è stata accuratamente calibrata in modo da produrre una risonanza.
I ricercatori della collaborazione ALPHA mentre preparano il sistema di iniezione a microonde (Cortesia CERN-ALPHA Collaboration)Secondo quanto riferito nell’articolo, è stato possibile osservare per la prima volta il verificarsi di transizioni quantistiche risonanti nell’antidrogeno. In particolare, la manipolazione dello stato di spin interno degli atomi ha permesso di indurre transizioni risonanti tra i livelli iperfini dello stato fondamentale del positrone.
“Per decenni, gli scienziati hanno cercato di studiare le proprietà intrinseche degli atomi di antimateria nella speranza di trovare nuove informazioni con cui rispondere alle questioni fondamentali dell’universo”, ha spiegato Mike Hayden, ricercatore della Simon Fraser University di Burnaby, in Canada, membro della collaborazione ALPHA e coordinatore dello studio. “Intorno agli anni cinquanta, i fisici hanno ottenuto i primi risultati nell’applicazione delle microonde allo studio di atomi ordinari come l’idrogeno. Ora a sessant'anni di distanza, siamo testimoni delle prime interazioni delle microonde con un antiatomo”.
da Le Scienze
(http://www.lescienze.it/news/2012/03/07/news/atomo_antidrogeno_spettro_cern-892183/