Nicola Zurlo e la svolta al Cern di Ginevra, nuvola di positronio raffreddata col laser: “Sogno un’altra energia”

L’eccezionale scoperta del ricercatore bresciano: "Aumentata la vita delle particelle più effimere grazie al laser. E sullo sfondo un meccanismo più efficiente di una bomba atomica"

Nicola Zurlo, ricercatore dell’Università di Brescia e dell’Istituto di fisica nucleare

Nicola Zurlo, ricercatore dell’Università di Brescia e dell’Istituto di fisica nucleare

Raccontarlo è difficilissimo. Ma per semplificare quello che è accaduto nei laboratori del Cern di Ginevra si può ricorrere a un’immagine. Una nuvola che viene raffreddata, bloccata nella sua effimera esistenza per un po’ di tempo. Bloccarla prima che scompaia per sempre. E per farlo è stato utilizzato un particolare tipo di laser. Un risultato su cui sono stati investiti talenti, tempo e denaro. E che noi fatichiamo a capire, ma che rappresenta in sintesi una piccola tappa nella strada per la scoperta di un rivoluzionario sistema per immagazzinare energia con un’efficienza totale.

A lavorare a questo progetto è un grande team internazionale (una cinquantina di studiosi in tutto) che collaborano nell’esperimento scientifico AegIS, Antimatter experiment: gravity, interferometry, spectroscopya, ovvero Esperimento sull’animateria: gravità, interferometria e spettroscopia, cui contribuiscono in modo rilevante anche l’Istituto nazionale di fisica nucleare e l’Università degli Studi di Brescia, che fa parte di AEgIS sin dalla sua fondazione nel 2011. In particolare, il gruppo di Brescia si è da sempre occupato degli scintillatori e dei fotomoltiplicatori, strumenti che permettono ai ricercatori di "vedere" l’annichilazione un fenomeno particolare dell’antimateria, quelle particelle identiche e opposte a quelle della materia di cui tutto ciò che ci circonda è composto. Quando una particella di antimateria incontra l’equivalente di materia avviene la “annichilazione“, una reazione che spesso rilascia energia. A parlarne è il professor Nicola Zurlo dell’Università di Brescia, coordinatore del gruppo di Fisica nucleare di Pavia.

Professore, per la prima volta una nuvola di positronio, l’atomo più leggero presente in natura, è stata raffreddata grazie all’utilizzo di un laser. Ci spiega esattamente cosa significa?

"Gli atomi sono formati da un nucleo pesante di neutroni e protoni e di elettroni leggeri che ruotano intorno al nucleo o che, secondo la fisica quantistica, formano una nuvola. Questi elettroni leggeri hanno carica negativa. Noi abbiamo preso l’antiparticella dell’elettrone, il positrone, che ha le stesse caratteristiche dell’elettrone ma carica opposta, e l’abbiamo fatta interagire con l’elettrone. Avendo cariche opposte, si attraggono e formano il positronio, atomo instabile che vive solo 142 miliardesimi di secondo. In questo brevissimo tempo lo abbiamo ‘rallentato’, ovvero raffreddato, tramite l’uso di un laser pulsato a larga banda".

Vuol dire che ne avete ‘prolungato’ la vita?

"Di fatto si raddoppia il tempo di vita effettivo; inoltre, dopo il raffreddamento si rendono disponibili un numero maggiore di atomi per ulteriori sperimentazioni. Il risultato è stato pubblicato su Physical Rview Letters".

Oltre al valore scientifico della scoperta, ci sono delle applicazioni pratiche?

"Siamo arrivati al raffreddamento del positronio nell’ambito di un lavoro più ampio sull’antidrogeno: per dirla in parole semplici l’equivalente dell’idrogeno ma con cariche opposte. Oggi il discorso è ancora molto teorico, siamo ancora nell’ambito dello studio, ma in un prossimo futuro ci sono tante ipotesi in cantiere, tra cui un’applicazione sul fronte dell’energia".

Si tratterebbe di ricavare energia dall’antidrogeno?

" Siamo ancora al livello di ipotesi remote, ma poiché di per sé è stabile, in determinate condizioni potrebbe conservare energia per poi estrarla a poco a poco con un’efficienza altissima, del 100%. Per fare un confronto, è un meccanismo simile a quello della bomba atomica, ma più efficiente, perché l’antidrogeno potrebbe essere un magazzino di energia mille volte più efficiente dell’uranio".

Ciò significa che ha anche gli stessi pericoli.

"È come un serbatoio di benzina: fa muovere l’auto, ma se ci si butta dentro una fiamma, esplode. Quindi andrebbe custodita con la massima cura e normato per bene, mentre ora è tutto a livello di ricerca, comunque in sicurezza".