Alcuni scienziati pensano di essere sul punto di scoprire un universo dello specchio

Nuovi esperimenti guardano all'interazione tra neutroni e campi magnetici per individuare un universo speculare al nostro

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A prima vista, tutto sembra familiare. l’orologio sta ticchettando placidamente, le macchine si muovono fuori dalla tua finestra, le parole che leggi sullo schermo sembrano quelle di sempre… Ma qualcosa non va. Gli orologi camminano all’indietro. Le auto procedono dal lato sbagliato della strada. L’articolo che stai leggendo ha le parole scritte al contrario… All’improvviso, un clic. Stai guardando il tuo riflesso.

Il mondo misterioso dall’altra parte dello specchio potrebbe non sembrarti reale Ma Leah Broussard pensa che uno o più universi paralleli dove tutto è capovolto potrebbe essere davvero reale. Insieme ai suoi colleghi dell’Oak Ridge National Laboratory, nel Tennessee, è alla ricerca di un universo che sia identico al nostro, ma capovolto in modo che contenga atomi speculari, molecole speculari, stelle speculari e pianeti, e persino una vita speculare. Se esistesse, formerebbe una bolla di realtà che si annida nel tessuto dello spazio e del tempo accanto al nostro universo, con alcune particelle in grado di passare da uno all’altro.

Sembra assurdo, eppure i fisici hanno già trovato qualcosa che somiglia al concetto di nuovi mondi in passato.
Nel 1928, Paul Dirac si rese conto che le equazioni della meccanica quantistica consentivano l’esistenza di particelle fino ad allora insospettabili e, da allora, i fisici hanno iniziato l’esplorazione dell’infinitamente piccolo…
Ma andiamo con ordine e cerchiamo di capirci qualcosa:
  • La fantascienza ha lungamente ipotizzato l’esistenza di  universi paralleli e come questi potrebbero essere.
  • I ricercatori hanno escogitato nuovi esperimenti per scoprire come un universo speculare potrebbe influenzare il nostro.
  • Se si dovesse trovare la prova dell’esistenza di simili universi paralleli, tale prova potrebbe portare a risolvere molti dei misteri del nostro universo, come, per esempio, la natura della materia oscura.
Nell’episodio di Star TrekSpecchio, specchio“, l’equipaggio dell’Enterprise vengono trasportati accidentalmente in un universo parallelo, soprannominato l’Universo dello Specchio, i cui abitanti sono cattivi doppelganger dell’equipaggio della nave stellare della Federazione dei pianeti, completi di uniformi appariscenti, saluti nazisti e pizzetti da cattivo.

Come molti concetti originariamente immaginati dalla fantascienza, l’universo specchio potrebbe effettivamente esistere, anche se in una forma molto meno melodrammatica.

Come riportato da New Scientist, i fisici sono impegnati a speculare sull’esistenza di un universo speculare del nostro e attualmente sono in corso due esperimenti mirati a trovare prove empiriche della sua esistenza. L’eventuale prova della reale esistenza di un universo specchio potrebbe aiutare, come detto, a risolvere molte delle domande più ostiche proposte dalla fisica moderna.

Alla ricerca del nostro riflesso

Un apparato proietterà un raggio di neutroni su una parete con campi magnetici variabili su entrambi i lati. Questi neutroni non possono penetrare nel muro, tuttavia i ricercatori hanno posizionato un dispositivo dietro di esso che controllerà l’area interessata dal fascio per individuare eventuali particelle subatomiche.



Perché?

Se alcuni neutroni riuscissero ad apparire dietro il muro, verrebbero considerati una prova evidente che essi oscillano con i neutroni speculari e scavalcherebbero il muro perché esistenti in un universo diverso e oscillerebbero indietro nel tempo colpendo il dispositivo di rilevamento.

Solo i [neutroni] che possono oscillare dall’altra parte e poi tornare nel nostro universo possono essere rilevati“, ha spiegato Broussard a New Scientist . “Farli passare attraverso un campo magnetico, aumenterebbe le probabilità di oscillazione“.

Broussard e il suo team hanno scelto di osservare i neutroni per via di una particolarità nel loro decadimento.

All’interno di un nucleo, i neutroni sono perfettamente stabili, ma all’esterno decadono in un protone, un elettrone e un antineutrino del tipo elettrone. Ecco la stranezza: tutti i neutroni liberi dovrebbero decadere alla stessa velocità, ma la frequenza cambia a seconda di come gli scienziati la misurano.

Il primo modo per misurare la durata dei neutroni liberi è isolarli in una “trappola” e poi contare quanti ne rimangono dopo un certo periodo di tempo. Il secondo modo è contare i protoni che emergono da un fascio di neutroni generato da un reattore nucleare. Il problema è che gli scienziati ottengono tassi di decadimento diversi in funzione del metodo utilizzato, 14 minuti 39 secondi per il primo, 14 minuti 48 secondi per il secondo.

Una possibile spiegazione di questa discrepanza è l’esistenza di un universo speculare.

I neutroni possono avere la doppia cittadinanza in entrambi gli universi. Quando stanno nell’universo speculare, tutti i protoni che emettono non vengono rilevati e quindi non contati nelle misurazioni. Questo potrebbe spiegare perché si rileva un’attività di decadimento inferiore al previsto nel fascio di neutroni.

Il punto di vista dello sperimentatore è: se non sembra completamente folle, può essere testato?” Spiega Kirch. “Non credo davvero che troveremo segnali e abbiamo anche progettato un esperimento in grado di smentirli; vedremo cosa ne verrà fuori“.

Kirch e il suo team hanno completato il loro esperimento e stanno attualmente analizzando i dati.

Uno specchio oscuro

Come ha osservato Yuri Kamyshkov, ricercatore dell’università del Tennessee e collaboratore di Broussard: “La probabilità di trovare qualcosa è bassa, ma è un esperimento semplice e poco costoso“. Nonostante le probabilità, ha aggiunto, un risultato positivo introdurrà una rivoluzione della fisica.
Un universo speculare potrebbe spiegare molti misteri irrisolti della fisica, tra cui la questione della materia oscura. Come ha detto Michio Kaku a Big Think in un’intervista:

“La materia oscura è tantissima, ha gravità, ma è invisibile, non ha interazioni con la luce o con la forza elettromagnetica, quindi c’è una teoria che dice che forse la materia oscura non è altro che materia, materia ordinaria, che si trova in un’altra dimensione e che interagisce debolmente con il nostro universo.”

Naturalmente,” sottolinea Kaku, “questa è una delle molte teorie sulla materia oscura. I teorici delle stringhe pensano che la materia oscura possa essere un’ottava superiore della vibrazione delle stringhe“.

Una delle ragioni per cui l’idea dell’universo dello specchio è così attraente è la matematica.

Alcuni modelli suggeriscono che un universo a specchio avrebbe dovuto essere molto più semplice del nostro durante la prima fase della sua evoluzione. Questa differenza avrebbe reso più facile l’attraversamento delle particelle, risultando in cinque particelle speculari per ogni particella normale. Proprio quello che è, approssimativamente, il rapporto tra la materia oscura e quella normale.

I modelli scientifici, alla fine, devono essere supportati da prove empiriche. Dovremo aspettare i risultati di questi e altri esperimenti prima di determinare la probabilità che esista un universo specchio.

Fonte: bigthink.com

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