Il Cern fotografa l'antimateria con i sensori di uno smartphone

AGI - L'esperimento Aegis (Antimatter experiment: gravity interferometry and spectroscopy), in corso al Cern con la collaborazione dell'Infn, ha ottenuto un importante risultato pubblicato oggi sulla rivista Science Advances.

I ricercatori di Aegis hanno sviluppato un'idea innovativa per studiare l'antimateria: hanno "hackerato" un sensore di immagine comunemente utilizzato nelle fotocamere dei telefoni cellulari, modificandolo per rivelare le antiparticelle in arrivo.

L'uso di questi sensori (Cmos, Complementary metal oxide semiconductor), dotati di pixel di silicio di dimensioni inferiori a un micrometro, ha portato a risultati senza precedenti.

L'esperimento ha stabilito un nuovo record mondiale di risoluzione nella rivelazione delle annichilazioni di antimateria, determinando la posizione dell'impatto degli antiprotoni sulla superficie del sensore con una precisione di 600 nanometri.

Obiettivo scientifico di Aegis

Aegis è uno degli esperimenti attivi nella Antimatter Factory del Cern e vede l'Infn tra i principali finanziatori. Ha come obiettivo scientifico la misura dell'accelerazione gravitazionale dell'antidrogeno.

Questa misura intende verificare la validità del principio di equivalenza debole di Einstein, un caposaldo della teoria della relatività generale, applicandolo all'antimateria.

"Questo sensore rappresenta un vero e proprio punto di svolta per l'osservazione della piccola deviazione causata dalla gravità in un fascio di antidrogeno che si muove orizzontalmente, e potrebbe avere un impatto significativo anche più in generale per la fisica delle particelle, specialmente in esperimenti dove l'alta risoluzione di posizione è cruciale", commenta Ruggero Caravita, ricercatore Infn del Tifpa di Trento e responsabile della collaborazione Aegis.

Il dispositivo Ophanim e il futuro della ricerca

Francesco Guatieri, della Research neutron source Frm II della Technical University of Munich, ha spiegato come siano stati integrati 60 sensori in un unico dispositivo, l'Optical photon and antimatter imager (Ophanim), ottenendo il rivelatore fotografico con il maggior numero di pixel attualmente operativo: 3840 Mpixel.

Questo dispositivo consente sia un'altissima risoluzione, sia una buona superficie di raccolta delle particelle.

Il rivelatore realizzato è l'equivalente elettronico di una lastra fotografica. Confrontando la risoluzione di ciascun sensore con il record di tracciamento delle particelle in un rivelatore a emulsione (300 nanometri, ottenuto dall'esperimento Opera ai Laboratori nazionali del Gran Sasso nel 2008), si osserva che il nuovo dispositivo raggiunge una risoluzione equivalente, ma in modalità elettronica, rendendo quindi i dati immediatamente leggibili.