Dal sensore dello smartphone al Cern: così AEGIS rivoluziona la caccia all’antimateria

Una rivoluzionaria scoperta, sia nel campo tecnologico sia in quello scientifico, giunge dai laboratori del CERN grazie all'esperimento AEGIS, sviluppato in collaborazione con l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Questo risultato eccezionale, che ha trovato ampia risonanza sulla rivista "Science Advances", è rappresentato dalla trasformazione di un comune sensore fotografico, lo stesso utilizzato negli smartphone, in un rivelatore di antimateria di altissima precisione.

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Si tratta di un'idea audace, un autentico "hack" scientifico che ha già ridefinito i limiti degli strumenti impiegati nella fisica delle particelle. Grazie alla modifica dei sensori CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), caratterizzati da pixel di silicio più piccoli di un micrometro, il team di AEGIS ha ottenuto la capacità di rilevare antiparticelle con una risoluzione finora mai raggiunta: 600 nanometri nella localizzazione degli impatti degli antiprotoni.

Questo rappresenta un nuovo record mondiale nella rilevazione delle annichilazioni di antimateria. AEGIS (Antimatter Experiment: Gravity Interferometry and Spectroscopy) è uno dei progetti di punta all'interno dell'Antimatter Factory del CERN. Principalmente finanziato dall'INFN, ha come obiettivo ambizioso la misurazione dell'accelerazione gravitazionale dell'antidrogeno, per verificare la validità del principio di equivalenza debole di Einstein applicato anche all'antimateria.

Questo test si propone di mettere in discussione i fondamenti della relatività generale, esplorando territori ancora inesplorati. "Questo sensore rappresenta un autentico punto di svolta per l'osservazione della piccola deviazione causata dalla gravità su un fascio di antidrogeno in movimento orizzontale, 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", ha dichiarato Ruggero Caravita, ricercatore dell'INFN presso il TIFPA di Trento e responsabile della collaborazione AEGIS.

Ma le novitàOphanim (Optical Photon and Antimatter Imager), incorpora ben 60 sensori all'interno di un'unica architettura, per un totale di 3840 Megapixel: è il rivelatore fotografico con il più alto numero di pixel attualmente esistente. Francesco Guatieri della Technical University of Munich ne ha descritto le potenzialità: "Il dispositivo garantisce sia un’altissima risoluzione sia un’ampia superficie di raccolta delle particelle".

Ophanim si pone come l'equivalente elettronico di una lastra fotografica, con un vantaggio decisivo: i dati non richiedono più uno sviluppo come avveniva per le pellicole, ma sono immediatamente leggibili. Un paragone con il passato è inevitabile: nel 2008, l'esperimento OPERA ai Laboratori del Gran Sasso aveva stabilito un record di tracciamento a emulsione di 300 nanometri. Ora, AEGIS raggiunge prestazioni simili, ma attraverso un sistema completamente digitale.

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Assistiamo dunque all'inizio di una nuova era nella fisica delle particelle infinitamente piccole. Questa scoperta dimostra che, talvolta, la chiave per svelare i grandi misteri dell'universo può trovarsi nel sensore di una fotocamera.