AMS in volo sull’ultimo viaggio dello shuttle Endeavour: Italia alla ricerca dell’antimateria con il suo ‘cacciatore’ di particelle

ROMA – Aria di soddisfazione ed entusiasmo all’Infn, Istituto nazionale di fisica nucleare, e all’Asi, Agenzia spaziale italiana, per il prossimo, ed ultimo, lancio dello shuttle Endeavour della Nasa nella missione STS-134 che partirà dal Kennedy Space Center di Orlando, in Florida. Dopo 16 anni di studio e duro lavoro in collaborazione tra i due enti italiani di ricerca, il prossimo 29 aprile il “cacciatore di antimateria” AMS-02 raggiungerà la ISS, Stazione spaziale internazionale, che orbita a 400 chilometri di altezza attorno alla Terra accompagnato dall’astronauta italiano Roberto Vittori, specialista della missione.

Il lancio di Endeavour, inizialmente fissato per il 19 aprile, è stato rimandato di circa 10 giorni per un ‘ingorgo spaziale’, poiché il ponte di attracco dello shuttle è attualmente occupato da una navicella russa che ha portato rifornimenti agli astronauti che abitano sulla ISS, tra cui spicca il nome dell’italiano Paolo Nespoli, come ha spiegato il professor Roberto Battiston, della sezione Infn dell’università di Perugia e viceresponsabile della collaborazione internazionale AMS-02: “cose che accadono quando c’è un’intensa attività spaziale”.

Il cacciatore di antimateria è il frutto di 16 anni di lavoro in collaborazione internazionale tra 16 paesi, 60 istituti e 500 ricercatori, in cui l’Italia ha occupato un ruolo fondamentale sia nella progettazione, che nello sviluppo delle componenti dei principali strumenti di identificazione dei raggi cosmici.

AMS-02, o Alpha Magnetic Spectrometer, è infatti un rivelatore di particelle il cui compito è quello di individuare e rivelare particelle elementari non riproducibili sulla Terra, altrimenti prodotte con l’ausilio di acceleratori come LHC (Large Hadron Collider) del Cern di Ginevra. Le componenti italiane di questo importante strumento di indagine scientifica, che pesa circa 8 tonnellate e vanta 650 computer e 300 mila canali elettronici, sono il ‘Time of flight’, il tracciatore al silicio, lo ‘Star Tracker’, il RICH ed il calorimetro elettromagnetico.

Questi dispositivi permetteranno la rivelazione del passaggio di particelle, la loro posizione rispetto alle stelle fisse e ne determineranno la carica, la velocità e la massa, identificando quindi il tipo di particella elementare e soprattutto se si tratta di materia o di antimateria. Infatti gli scopi scientifici dell’esperimento sono proprio quelli di individuare la presenza di ‘antigalassie’, cioè oggetti celesti costituiti di antimateria, ovvero di materia che somiglia a quella che conosciamo e di cui siamo fatti, ma la cui carica è opposta a quella delle particelle elementari così come noi le osserviamo.

Tra gli obiettivi di AMS-02 c’è anche la ricerca dell’evidenza diretta della presenza di materia oscura nell’universo, una tipologia di materia ipotizzata dagli scienziati ed associata ad un’energia oscura che è stato stimato costituire il 95 per cento della massa dell’intero universo. La materia ‘normale’, se così possiamo chiamarla, e l’energia ad essa associata, rappresenta infatti solo il 5 per cento della costituente del cosmo osservabile.

Ma AMS-02 non si ferma qui, poiché l’ambizioso vuole ricercare anche la ‘materia strana’, o strangelets’, cioè particelle formate da quark s, dette anche ‘strange’ o strane. Sulla Terra la materia è formata da tre quark, una combinazione di quark up e down. Nel modello standard delle particelle elementari sono stati individuati sei quark fondamentali, ed uno di questi è lo strange, mai osservato per ora nei grandi acceleratori, ma che potrebbe essere rivelabile nello spazio grazie proprio al ‘cacciatore’ italiano.

Insomma non sono poche le aspettative dell’Italia, e dell’intera comunità scientifica mondiale. Su questo esperimento, che rimarrà per almeno 10 anni ad osservare il cosmo dalla Iss e che invierà a terra un flusso continuo di circa 600 megabyte di dati, che giungeranno al centro americano di Marshall per essere poi inviati al Cern, e da lì mandati ai centri di analisi dati italiani dell’università di Milano Bicocca, dell’universita di Bologna e infine alle postazioni del centro di analisi di dati di Frascati messo a disposizione dall’Asi, come hanno spiegato il professor Battiston e Barbara Negri,responsabile all’Asi dell’Osu (Osservazione dell’universo).

“AMS evidenzia la capacità italiana di fare ricerca d’avanguardia e sviluppare tecnologie avanzate”, ha osservato Piero Benvenuti, dell’università di Padova e membro dell’Asi. Non solo ricerca avanguardia, confrontabile con quella eseguita da nazioni come l’America e la Russia, ma anche un’occasione economica per l’Italia, che si è avvalsa di piccole e medie imprese specializzate nella costruzione delle componenti elettroniche e centri di ricerca universitari.

Collaborazione che come Battiston ha voluto sottolineare “hanno creato importanti spin-off tra le aziende e le grandi agenzie come la Nasa”, sviluppando così anche delle serie opportunità di lavoro per un mercato, quello tecnologico legato alla ricerca scientifica, in grande ascesa e su cui l’Italia, che ha le menti e i mezzi, dovrebbe puntare.

Roberto D’Ettore, membro della giunta esecutiva dell’Infn, ha dichiarato: “ci aspettiamo da AMS risposte importanti per comprendere la natura così come la conosciamo”. Un esperimento che si colloca in un contesto, quello italiano, che è caratterizzato da “un popolo di esploratori fin dai tempi di Cristoforo Colombo” ha osservato Battiston.

Già nel 1998 con la messa in orbita di AMS-01, un primo prototipo di questo eccezionale strumento, i risultati furono più che incoraggianti, ora non resta che attendere il prossimo 29 aprile, quando finalmente il ‘cacciatore di antimateria’ raggiungerà la Iss per cominciare a trasmettere i primi dati già dopo soli 4 giorni dal lancio.

Grande fiducia per quello che è stato definito ‘l’Hubble delle particelle elementari’, e grande entusiasmo tra i ricercatori italiani per un progetto che, come la Negri ha fatto notare, rappresenta solo l’inizio di una grande avventura: “Che l’uomo punti la testa in alto al cielo, o in basso nei laboratori, ricerche come queste sono sicuramente destinate a grandi scoperte”.