Se per la materia il verso del tempo è compatibile con la logica causa-effetto, per l’antimateria vale il contrario? Esiste l’antitempo? E se esiste, come può essere rilevato e misurato?

Innazitutto chiariamo cosa è l’antimateria. I primi ad imbattersi in questo concetto sono stati i fisici teorici che hanno per primi studiato il comportamento delle particelle elementari in ambito quantistico-relativistico (nel senso della relatività ristretta, per quella generale bisogna aspettare ancora). Studiando le equazioni e le leggi fisiche che descrivevano le particelle ordinarie e conosciute saltò fuori che per ciascuna di esse le equazioni prevedevano l’esistenza di una particella "gemella", uguale in tutto e per tutto a quella nota, tranne che per alcune grandezze fisiche (come ad esempio la carica elettrica) che sono di segno opposto. Inoltre l’analisi prevedeva che se in un certo punto si incontravano una particella ordinaria e una sua gemella esse si annichilivano, cioè sparivano nel nulla come se non fossero esistite, e al loro posto compariva una coppia di fotoni che trasportava un energia equivalente a quelle delle due particelle pre-annichilazione.

Successivi esperimenti hanno portato all’osservazione diretta e reale di queste particelle "gemelle" ma opposte cui è stato dato il nome di antiparticelle, il cui insieme forma l’antimateria. Essendo esattamente uguali (per alcune caratteristiche) o opposte (per altre) alle particelle ordinarie queste antiparticelle, almeno sulla carta, dovrebbero essere in grado di formare aggregati subnucleari, atomici e quindi molecolari simili in tutto e per tutto a quello che ci circondano. Tuttavia fino ad ora non è stata mai osservato un aggregato di antimateria che non sia stato creato in laboratorio (con molto sforzo si è riuscito a mettere insieme qualche antiatomo, ma essendo completamente circondato da atomi ordinari si è annichilito in pochissimo tempo) e pertanto si pensa che la simmetria tra materia e antimateria non sia perfetta e che quindi in realtà i processi naturali avvenuti all’inizio dell’universo abbiamo favorito la creazione di materia piuttosto che di antimateria. Questo comunque è ancora oggetto di studi e speculazioni.

Da quanto detto si capisce che la natura dell’antimateria ha poco a che vedere con il verso di scorrimento del tempo e l’ordinamento causale degli eventi, i quali invece sono collegati con altre leggi fisiche (come ad esempio il II principio della termodinamica, le equazioni del campo Elettromagnetico e le equazioni della Relatività Generale per lo spazio-tempo) che valgono identicamente per materia e antimateria.

Qualcosa di simile a quello che viene chiesto nella domanda può essere ravvisato nella tecnica dei Diagrammi di Feynmann per lo studio delle interazioni tra particelle quantistiche. In questa tecnica ogni tipo di particella è descritta da una freccia orientata in un verso e ogni antiparticella da una freccia orientata in verso opposto. Questo perchè un’antiparticella che si muove di moto ordinario è equivalente ad una particella che si muove indietro nel tempo, ma questa equivalenza sussiste solo dal punto di vista matematico, nel senso che le espressioni matematiche che descrivono le due situazioni (antiparticella in avanti nel tempo, particella indietro nel tempo) sono uguali. Dal punto di vista dell’usuale scorrimento del tempo e del nesso causale le cose stanno così come sono note a tutti anche senza conoscenze di fisica (la causa precede sempre temporalmente l’effetto). Finora nessun calcolo teorico, né alcun esperimento, ha suggerito la possibilità di invertire il nesso causale usando l’antimateria.