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Si definisce antiatomo un atomo composto di antimateria anziché di materia ordinaria: è costituito cioè da un nucleo di antiprotoni e antineutroni circondato da positroni. L'insieme degli antiatomi caratterizzati dallo stesso numero di antiprotoni costituisce un antielemento, equivalente in antimateria di un elemento chimico: l'anti-idrogeno, per esempio, è formato da un antiprotone e da un positrone.
Le proprietà fisico-chimiche di un antiatomo, considerato nella sua interezza e allo stato elettricamente neutro, non differiscono da quelle del corrispondente atomo di materia ordinaria: gli antiatomi possono quindi legarsi fra loro per formare composti e subire reazioni chimiche.[senza fonte]
In quanto composti di antimateria, gli antiatomi si comportano in modo opposto alla materia ordinaria per quanto riguarda la forza elettromagnetica, la forza nucleare debole e la forza nucleare forte, mentre si comportano in modo analogo nelle interazioni gravitazionali.
Il primo nucleo di antimateria fu ottenuto dal gruppo di ricerca di Antonino Zichichi al CERN nel 1965 con l'acceleratore di particelle PS (Proton Synchrotron): si trattava di un nucleo di antideuterio, formato da un antiprotone e un antineutrone. La scoperta fu confermata quasi contemporaneamente da un gruppo del Brookhaven National Laboratory di New York con l'AGS (Alternating Gradient Synchrotron), che non la pubblicò su una rivista scientifica ma sul New York Times.[senza fonte]
Negli ultimi decenni, nei grandi acceleratori di particelle – per esempio al CERN di Ginevra – sono stati prodotti antiatomi, generando dapprima le singole antiparticelle e facendole poi ricombinare.
Gli antiatomi si annichilano al primo contatto con la materia ordinaria di cui sono costituite le pareti dell'apparato sperimentale, e vanno perciò mantenuti in trappole magnetiche nel vuoto. Essendo elettricamente neutri, non possono essere confinati con i campi elettrici impiegati per le antiparticelle cariche, ma solo sfruttando il loro momento magnetico. Con questa tecnica l'esperimento ALPHA è riuscito a mantenere intrappolati atomi di anti-idrogeno per un migliaio di secondi, ossia poco meno di un quarto d'ora, con un miglioramento di quattro ordini di grandezza rispetto agli esperimenti precedenti.
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