Gli usi pratici dell’antimateria

È stato un fine settimana eccezionale per i fan dell’antimateria, perché il CERN ha annunciato di aver intrappolato interi atomi di questo materiale esuberante e sfuggente per oltre 16 minuti.

Questo è il tempo più lungo in cui qualcuno è riuscito a trattenere gli atomi di antimateria – sono notoriamente difficili da catturare perché l’antimateria si annichilisce ogni volta che incontra la materia.

Il CERN di Ginevra ha fatto il solito proclama che accompagna le scoperte dell’antimateria: ora siamo un passo più vicini a risolvere i mega misteri della natura e dell’universo. Il Big Bang avrebbe dovuto creare una quantità uguale di materia e antimateria. Ma l’antimateria è scarsa; così gli scienziati sperano di imparare cosa le è successo e come funziona. Questo a sua volta potrebbe scuotere la nostra comprensione fondamentale della materia ordinaria.

“Metà dell’universo è scomparso, quindi una sorta di ripensamento è apparentemente all’ordine del giorno”, ha detto Jeffrey Hangst del CERN annunciando il risultato di 16 minuti.

Non si possono negare le profonde possibilità del progresso del CERN, quindi lascerò questa discussione ad altri.

Invece, coglierò questa opportunità per esplorare un altro lato dell’antimateria: il suo lato pratico o, addirittura, quotidiano.

Una cosa certa dell’antimateria è che esplode quando incontra la materia. Sfruttatela, e i possibili usi sono illimitati.

Prendiamo ad esempio le scansioni PET degli ospedali, che sono probabilmente l’applicazione più comune dell’antimateria. La “P” di PET sta per positrone, che è una particella subatomica di antimateria. La professione medica usa la tomografia a emissione di positroni per iniettare positroni in un cervello e osservare i raggi gamma che lampeggiano quando i positroni incontrano gli elettroni della materia normale. I due si distruggono a vicenda, emettendo un modello di luce che è diverso in un cervello afflitto che in uno normale, rivelando così le aberrazioni neurologiche.

Allo stesso modo, i ricercatori di tutto il mondo stanno cercando di mettere i positroni al lavoro per esporre le debolezze e le anomalie in tutti i tipi di materiali e cose, che vanno dai metalli e dai semiconduttori all’aspirina, al gelato e alle patatine fritte.

Quando ho parlato l’ultima volta con gli esperti di questo argomento – in verità diversi anni fa – ero incuriosito dalle possibilità. Il fisico Paul Coleman dell’Università di Bath, in Inghilterra, mi disse allora che i positroni trovano naturalmente i buchi delle dimensioni dell’atomo nei reticoli cristallini che compongono un metallo. I rivelatori di raggi gamma, come in una scansione PET, potrebbero notare dove i positroni si depositano, rivelando così i punti deboli. Come ha detto Coleman, “una crepa inizierà sempre in scala atomica, che si trasformerà in una crepa più grande che porterà alla caduta dell’ala dell’aereo”.

Questo è un esempio estremo. Ma il punto è che scoprendo le vulnerabilità a livello atomico, i ricercatori possono sviluppare materiali più forti per costruire chip elettronici, aerei, treni, automobili, grattacieli, ponti, strade e così via.

Coleman non è un pazzoide unico. Molti altri fisici e ingegneri si stanno occupando di questo.

Vuoi una prova? Andate sul sito di nientemeno che la Positron Annihilation Community. Esatto, la Positron Annihilation Community. Tutti devono avere una comunità di questi tempi, quindi non vorrete mica discriminare gli annientatori di positroni, vero? Il sito web vi invita a “conoscere le possibilità di applicazione pratica dell’Annientamento di Positroni” in tutti i tipi di campi, compresi metalli, semiconduttori, dielettrici e polimeri.

Il professor David Parker dell’Università di Birmingham è un fisico all’avanguardia nella ricerca sui positroni. Il suo gruppo sta producendo isotopi che emettono positroni “che sono usati per etichettare particelle traccianti sia per studiare il flusso in tempo reale nei processi industriali che per la diagnosi negli ospedali”, secondo la sua pagina web. “Rilevando l’emissione back-to-back di raggi gamma che seguono l’annichilazione di una coppia di positroni ed elettroni, è possibile l’imaging con precisione millimetrica in applicazioni che vanno dalla distribuzione del lubrificante nei motori e studi dinamici del flusso di fluidi attraverso campioni geologici”, afferma la pagina.

I positroni di oggi tendono a provenire da costosi ciclotroni che creano isotopi di elementi che a loro volta emettono positroni quando decadono.

Nel corso degli anni aziende diverse come Intel, Unilever, United Biscuits e Rolls Royce hanno studiato l’uso dell’antimateria in tutto, dalla creazione di un chip elettronico più forte a una patatina più croccante, da un rivestimento migliore per l’aspirina a un olio motore più liscio.

E non dimentichiamo che l’antimateria, con tutta la sua esplosività, è stata la fonte di carburante che ha così efficacemente spinto l’astronave Enterprise di Star Trek attraverso le galassie. Naturalmente, il capitano Kirk non doveva preoccuparsi del prezzo dell’antimateria – nel 1999, la NASA ha stimato che costa 62,5 trilioni di dollari produrre un grammo di antimateria. Ma forse è uno spunto di riflessione per coloro che osano andare coraggiosamente verso un mondo di locomozione post-elettrico e post-idrogeno.