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oggi nell'Universo

L'antimateria all'inizio dell'Universo

Secondo la teoria del Big BangDizionario l'Universo ha avuto origine circa 15 miliardi di anni fa da una grande esplosione che produsse materia ed antimateria in misura uguale.

Fig. 1:  Immagine che illustra la storia dell'Universo secondo la teoria del Big-Bang.
(Credit: CERN (photo-di/9108002))
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Ma dov'è ora la controparte della materia che conosciamo? Perché oggi l'antimateria è così rara?  Scoprire le radici di questa imperfezione cosmica è uno dei compiti fondamentali della moderna astrofisica, cosmologia ed anche della fisica fondamentale.

Si pensa che nell'Universo iniziale ci fossero particelle di materia ed di antimateria in uguali proporzioni. In continuazione particelle ad antiparticelle si annichilavanoDizionario (disintegravano) in radiazioni e venivano ricreate in successive collisioni delle radiazioni. Nei primi attimi dell'Universo, il tutto era così compresso in piccole dimensioni, che perfino la luce non poteva allontanarsi e l'Universo era opaco.
Circa 10-34 secondi dopo il Big Bang, avvenne una transizione alla fine della quale si creò un piccolissimo eccesso di materia sull'antimateria: per ogni miliardo di antiparticelle si aveva un miliardo più una di particelle. Dopo questa transizione l'Universo continuava ad espandersi e la sua temperatura scendeva rapidamente. Dopo circa 10-5 s la temperatura era scesa così tanto da rendere impossibile la creazione di nuove coppie particella-antiparticella. Tutte le antiparticelle annichilavano in collisioni particella-antiparticella; restò solo quel  relativamente piccolo numero di particelle in eccesso, che rese possibile lo sviluppo dell'attuale Universo; tutto il resto era scomparso in radiazione.
Il preciso meccanismo che ha permesso alla materia di sopravvivere non è ancora completamente compreso. Molti fisici delle particelle pensano che l'asimmetria fra materia e antimateria derivi da diversità nelle proprietà fisiche.
Il  fisico teorico russo Andrei Sakharov postulò nel 1967 le condizioni per cui ciò potesse avvenire. Fra queste una richiedeva quella che tecnicamente è chiamata violazione di CPDizionario (Carica x Parità).

Dobbiamo comunque sottolineare che nonostante non si sia ancora rivelata la presenza di una certa quantità di antimateria nell'Universo, la possibilità che esista non può essere completamente esclusa.