Come i neutroni potrebbero fuggire in un altro universo

L'idea che il nostro universo sia incorporato in uno spazio multidimensionale più ampio ha catturato l'immaginazione degli scienziati e della popolazione in generale.

Questa nozione non è del tutto fantascienza. Secondo alcune teorie, il nostro cosmo potrebbe esistere in parallelo con altri universi in altri insiemi di dimensioni. I cosmologi chiamano questi universi mondi brane. E tra le tante prospettive che questo solleva c'è l'idea che le cose del nostro Universo potrebbero in qualche modo finire in un altro.

Un paio di anni fa, Michael Sarrazin dell'Università di Namur in Belgio e pochi altri hanno mostrato come la materia potrebbe fare il salto in presenza di grandi potenziali magnetici. Ciò ha fornito una base teorica per lo scambio di materia reale.

Oggi, Sarrazin e alcuni amici affermano che la nostra galassia potrebbe produrre un potenziale magnetico abbastanza grande da far sì che ciò accada per davvero. Se è così, dovremmo essere in grado di osservare la materia che salta avanti e indietro tra gli universi in laboratorio. In effetti, tali osservazioni potrebbero essere già state fatte in alcuni esperimenti.

Gli esperimenti in questione riguardano l'intrappolamento di neutroni ultrafreddi in bottiglie in luoghi come l'Institut Laue Langevin di Grenoble, in Francia, e l'Istituto di fisica nucleare di San Pietroburgo. I neutroni ultrafreddi si muovono così lentamente che è possibile intrappolarli usando 'bottiglie' fatte di campi magnetici, materia ordinaria e persino gravità.

Una ragione per farlo è misurare la velocità con cui i neutroni decadono per emissione beta. Quindi i fisici misurano la velocità con cui i neutroni colpiscono le pareti della bottiglia e quanto velocemente questo diminuisce.

Ci sono due processi al lavoro qui: la velocità di decadimento dei neutroni e la velocità con cui i neutroni fuoriescono dalla bottiglia. Quindi, nel caso di una bottiglia ideale, il tasso di decadimento dovrebbe essere uguale al tasso di decadimento beta. Ma le bottiglie non sono l'ideale quindi il tasso di decadimento è sempre più veloce.

Ciò lascia aperta la possibilità che potrebbe esserci un terzo processo all'opera: che parte del decadimento extra potrebbe essere il risultato di neutroni che saltano dal nostro universo a un altro.

Quindi Sarrazin e colleghi hanno utilizzato i tassi di decadimento misurati per stabilire un limite superiore alla frequenza con cui ciò può accadere.

La loro conclusione è che la probabilità di una nave che salta neutroni è inferiore a circa uno su un milione.

Ciò non dice davvero nulla sul fatto che lo scambio di materia abbia effettivamente luogo. Solo che se lo fa, non succede molto spesso.

Tuttavia, Sarrazzin e co affermano anche che dovrebbe essere semplice acquisire dati migliori che pongano limiti più severi.

Secondo il loro lavoro teorico, un cambiamento nel potenziale gravitazionale dovrebbe anche influenzare il tasso di scambio di materia. Quindi un'idea è quella di condurre un esperimento di cattura dei neutroni che duri per un anno o più, consentendo alla Terra di completare almeno un'orbita del Sole.

In quel momento, il potenziale gravitazionale cambia in un modo che dovrebbe influenzare il tasso di scambio di materia. In effetti, dovrebbe esserci un ciclo annuale. Se si potesse rilevare una tale modulazione sarebbe una forte indicazione che lo scambio di materia si verifica davvero, dicono.

Sarebbe una delle scoperte più grandi e controverse della fisica moderna, possibile con le tecnologie oggi disponibili.

Qualcuno ha una vecchia bottiglia di neutroni in giro e un po' di tempo libero a disposizione?

Rif: arxiv.org/abs/1201.3949 : Limiti sperimentali sulla scomparsa dei neutroni in un altro Braneworld

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