L’Universo in un secchio

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Utilizzando il superfluido elio-3 potrebbe essere possibile riprodurre alcuni eventi dei primi istanti di vita dello spazio-tempo

Sembrerebbe un’idea come minimo troppo ambiziosa quella di ricreare l’Universo in un secchio, ma è invece il progetto di un esperimento reale che potrebbe rispondere a due grandi questioni della scienza contemporanea: perché siamo fatti di materia invece che di antimateria, e da dove ha orgine l’enorme campo magnetico che si estende attraverso le galassie.

L’esperimento è stato discusso lo scorso mese a una conferenza londinese, il Cosmology Meets Condensed Matter (Royal Society, 28-29 gennaio): lo spazio-tempo potrebbe essere simulato in laboratorio, utilizzando delle sostanze note come superfluidi. Le equazioni che descrivono il comportamento delle particelle nei superfluidi sono infatti molto simili, cosa abbastanza stupefacente, a quelle che descrivono il nostro Universo nei suoi primi istanti di vita. Ray Rivers, dell’Imperial College di Londra, sostiene che lavorando sui super-fluidi in laboratorio sarà forse possibile studiare molti fenomeni che non possono essere osservati con gli usuali strumenti di osservazione dell’astrofisica. Anche Tanmay Vachaspati, dell’Università di Princeton, ritiene che studiare il superfluido elio-3 potrebbe aiutare a risolvere alcuni dei grandi misteri della cosmologia.

Se, come credono i cosmologi, nell’Universo primordiale materia e antimateria erano presenti in uguale misura, e dato che materia e antimateria si annichiliscono l’una con l’altra, come mai noi esistiamo e siamo fatti di materia? Una parte dell’antimateria deve a un certo punto essersi convertita in materia, forse attraverso un processo che coinvolge particelle virtuali, spiega Vachaspati. Tra queste potrebbero essere stati presenti dei monopoli magnetici, particelle ipotetiche con una sola carica che, scomparendo, hanno forzato l’antimateria a divenire materia.
I monopoli, inoltre, potrebbero aver lasciato, come traccia della loro esistenza, proprio delle linee di campo magnetico ritorte, che espandendosi con l’Universo sono diventate i campi magnetici che oggi osserviamo.

Vachaspati propone quindi un esperimento apparentemente semplice: si fa ruotare un contenitore con supefluido elio-3, così che si creino dei vortici i cui orli abbiano la stessa dinamica dei monopoli, compresa la loro scomparsa. In questo modo dovrebbe essere possibile anche osservare, alla scomparsa dei vortici, il formarsi di  linee di campo magnetico.
Possiamo quindi sperare di vedere presto… l’Universo primordiale in un secchio.