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Antiparticelle per la diagnostica medica

Come l’antimateria viene applicata alla medicina nucleare

La scoperta dell’antimateria

Paul Dirac fotografato nel 1933. Wikipedia

Erano i primi del Novecento quando Paul Dirac, famoso fisico teorico inglese, ipotizzava l’esistenza dell’antimateria. Ogni particella, in natura, ha la sua antiparticella corrispondente. Quella dell’elettrone, ad esempio, è chiamata positrone e ha un’energia positiva. Se non fosse per la carica opposta, il positrone sarebbe uguale e indistinguibile dalla sua particella gemella.

L’idea era sembrata alquanto bizzarra allo stesso Dirac, finchè i positroni non furono osservati sperimentalmente da Carl Anderson nel 1933. Grazie a un dispositivo chiamato camera a bolle, antenato dei moderni rivelatori di particelle, Anderson studiò la deviazione della traiettoria delle particelle in presenza di un campo magnetico. Questa misura, infatti, permette di stabilire la carica elettrica. L’antimateria, dunque, esiste davvero.

Come si produce l’antimateria?

Le antiparticelle vengono prodotte dai cosiddetti raggi cosmici, cioè particelle molto energetiche provenienti dallo spazio che si scontrano con elettroni alla presenza di nuclei pesanti, dando vita a un positrone e un elettrone. Questa scoperta è stata uno dei maggiori trionfi della fisica teorica e sperimentale.

Quando l’universo era molto giovane e aveva una temperatura molto elevata, in giro c’era tanta antimateria quanta materia. Se questa simmetria si fosse conservata, tutto si sarebbe annichilito e non saremmo qui a raccontarlo; invece noi esistiamo perché, per motivi ancora ignoti, una quantità maggiore di materia è sopravvissuta all’antimateria.

Oggi, positroni e altre antiparticelle si possono creare negli acceleratori. Avere a disposizione antimateria è utile in molti campi, come ad esempio nella medicina nucleare. I positroni creati dalla disintegrazione di alcuni nuclei atomici sono, infatti, stati utilizzati in tecniche diagnostiche di medicina nucleare.

La tomografia ad emissione di positroni (PET)

La PET è una tecnica diagnostica per immagini che permette di localizzare precocemente i tumori. Si basa sulla somministrazione di radiofarmaci che hanno la caratteristica di emettere particelle di antimateria. Dopo essere stato somministrato, il farmaco si distribuisce nel corpo del paziente e si lega ad alcune cellule ‘illuminandole’ tramite l’emissione di positroni.

I farmaci sono composti da specifiche molecole che sono riconosciute solo dai tessuti interessati nell’analisi, consentendo un alto grado di precisione. Le particelle emesse interagiscono producendo una coppia di fotoni che vengono rilevati da uno scanner particolare, chiamato appunto tomografo. Dal punto in cui colpiscono il rilevatore si può ricostruire la posizione del corpo da cui sono state emesse.

Se quindi vi è capitato di essere stati sottoposti a una PET, adesso sapete che per un breve tempo il vostro corpo ha emesso antimateria. Forse non potrete sfruttare questo superpotere temporaneo come i supereroi dei fumetti, ma di sicuro è d’aiuto ai medici a prevedere e prevenire spiacevoli avvenimenti futuri.

© IL QUOTIDIANO ONLINE 2021 RIPRODUZIONE RISERVATA

di Marianna Fusco

Una mente scientifica e un'anima letteraria, affascinata da qualsiasi cosa abbia una storia da raccontare. Curerà la rubrica “Reticoli di Idee”

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