Il problema
Ogni particella ha una controparte con carica opposta. Quando si incontrano, le due particelle scompaiono trasformandosi in radiazione. Nell'Universo primordiale, caldo, coppie del genere si formavano e si annichilavano di continuo e, secondo leggi simmetriche, il risultato finale sarebbe dovuto essere zero.
- Nascono le coppie
- Le coppie si annichilano
- Dovrebbe restare radiazione
- Ma è rimasta materia
La portata dello squilibrio si stima così: per ogni miliardo di coppie che si annichilavano a vicenda, restava circa una particella di materia in più. Tutto ciò che vediamo intorno a noi, comprese le stelle e noi stessi, è il residuo di questo minuscolo eccesso.
Cosa servirebbe
Le condizioni che potrebbero produrre uno squilibrio sono state formulate molto tempo fa. Le leggi della natura dovrebbero comportarsi in modo leggermente diverso con la materia e l'antimateria, dovrebbero esistere processi capaci di modificarne la quantità e tutto questo dovrebbe avvenire fuori dall'equilibrio.
La prima condizione è stata soddisfatta in parte: negli esperimenti con alcune particelle si osserva effettivamente una piccola differenza nel comportamento. Il problema è che la differenza trovata è assolutamente insufficiente: è milioni di volte più piccola di quella necessaria per spiegare lo squilibrio osservato.
L'asimmetria è misurata con affidabilità, ma la sua causa non è stata trovata
Ecco il punto: il fatto che sia rimasta della materia non lascia dubbi, perché siamo fatti di materia. Ma la spiegazione manca, e questo è uno dei principali problemi irrisolti della fisica.
Dove si cerca
Si stanno verificando diverse ipotesi: si cercano differenze più marcate nel comportamento di particelle e antiparticelle, si studiano i neutrini, che potrebbero comportarsi in modo insolito, e si cercano nuove particelle pesanti che nell'Universo primordiale siano decadute creando uno squilibrio.
Si verifica anche un'ipotesi molto più semplice: e se l'antimateria esistesse da qualche parte, semplicemente in altre regioni? Finora non ci sono conferme: ai confini tra regioni del genere si produrrebbe una potente radiazione dovuta all'annichilazione, ma non la si osserva.
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Fonti
- Le condizioni necessarie perché si producesse un eccesso di materia furono formulate da Andrej Sacharov nel 1967. La violazione della simmetria osservata nei processi noti non è sufficiente a spiegare l'asimmetria