Coelum Astronomia 225 - 2018 - Page 72

Coelum Astronomia

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Siamo in un’epoca in cui non si è ancora arrivati a capire l’esatta struttura dell’atomo e alcuni aspetti della “fisica classica” sono appena stati messi in discussione dalla nascente meccanica quantistica, ma rinunciare a quei principi fondamentali che fino ad allora avevano sempre governato tutti i fenomeni noti senza eccezioni era difficile da accettare.

Il 4 dicembre 1930 il fisico austriaco Wolfgang Pauli ha qualcosa di più importante da fare che raggiungere i suoi colleghi a Tubinga per un congresso (doveva andare a una festa da ballo), perciò manda loro una lettera per condividere un’idea che non si sente abbastanza sicuro di poter pubblicare, perché in fondo non ci crede molto neppure lui.

«Cari signore e signori radioattivi, […] – scrive – ho escogitato un rimedio disperato per salvare […] il teorema dell'energia».

In sostanza Pauli aveva ipotizzato che a “rubare” l’energia mancante fosse una “particella fantasma”, con carica elettrica neutra e di massa molto piccola:

«ho fatto una cosa terribile – pare abbia detto – ho

inventato una particella che non si può rivelare».

Ma la situazione era così critica da ammettere

qualunque soluzione. Pauli, infatti, conclude la sua lettera scrivendo:

«solo chi scommette può vincere, e la gravità della situazione dello spettro β continuo può essere resa in modo chiaro con il detto […]: “è meglio non pensarci affatto, come per le nuove tasse”».

L’ipotesi di Pauli viene accolta da alcuni con scetticismo, da altri con entusiasmo. Enrico Fermi, nel 1934, pubblica un articolo dal titolo “Tentativo di una teoria dei raggi beta”, in cui ipotizza l’esistenza di una forza, che definisce “debole”, capace di trasformare nel nucleo il neutrone in protone e viceversa, e chiama neutrino la nuova particella proposta da Pauli, per indicare la piccolezza della sua massa e l’assenza di carica elettrica.

Il neutrino rimase un trucco per far quadrare i conti fino al 1956 quando, ben 25 anni dopo la lettera in cui Pauli l’aveva ipotizzato per la prima volta, i fisici Clyde Cowan e Fred Reines riuscirono a fornire la prima prova della sua esistenza, nel corso di un esperimento eseguito al reattore a fissione di Savannah River, nel Sud Carolina. L’esperimento faceva parte di quello che era stato

battezzato “Progetto Poltergeist”, visto che l’impalpabilità del neutrino lo rendeva simile a un

fantasma (il termine Poltergeist, dal tedesco, significa appunto “spiritello rumoroso”).

I neutrini, infatti, interagiscono molto raramente a causa delle loro proprietà: hanno massa estremamente piccola, interagiscono solo secondo quella forza che Fermi aveva definito, non a caso, debole e sono elettromagneticamente neutri.

Tutti i rivelatori di particelle, cioè gli strumenti utilizzati per registrare il passaggio delle particelle, funzionano esclusivamente per le particelle

A sinistra. Questa fotografia giovanile del fisico italiano Enrico Fermi risale agli anni in cui organizzò il Primo Congresso Internazionale di Fisica Nucleare, che si tenne a Roma dall’11 al 17 ottobre del 1931.

Il congresso fu tra l’altro l’occasione per mettere ordine nella terminologia: si usava il nome neutrone in modo ambiguo, sia per indicare la particella nucleare con la stessa massa del protone, ma senza carica elettrica, sia per indicare la particella neutra appena ipotizzata da Wolfgang Pauli per render conto dell’energia mancante nel processo di decadimento del neutrone.

Fu proprio Fermi a suggerire di usare il diminutivo italiano neutrino per indicare la particella di Pauli, riservando il termine neutrone alla più pesante.

avrebbe dovuto rimanere costante sembrava non esserlo: il momento angolare.

Siamo in un’epoca in cui non si è ancora arrivati a capire l’esatta struttura dell’atomo e alcuni aspetti della “fisica classica” sono appena stati messi in discussione dalla nascente meccanica quantistica, ma rinunciare a quei principi fondamentali che fino ad allora avevano sempre governato tutti i fenomeni noti senza eccezioni era difficile da accettare.

Il 4 dicembre 1930 il fisico austriaco Wolfgang Pauli ha qualcosa di più importante da fare che raggiungere i suoi colleghi a Tubinga per un congresso (doveva andare a una festa da ballo), perciò manda loro una lettera per condividere un’idea che non si sente abbastanza sicuro di poter pubblicare, perché in fondo non ci crede molto neppure lui.

«Cari signore e signori radioattivi, […] – scrive (si proprio così... radioattivi) – ho escogitato un rimedio disperato per salvare […] il teorema dell'energia».

In sostanza Pauli aveva ipotizzato che a “rubare” l’energia mancante fosse una “particella fantasma”, con carica elettrica neutra e di massa molto piccola:

«ho fatto una cosa terribile – pare abbia detto – ho

inventato una particella che non si può rivelare».

Ma la situazione era così critica da ammettere qualunque soluzione. Pauli, infatti, conclude la sua lettera scrivendo:

«solo chi scommette può vincere, e la gravità della situazione dello spettro β continuo può essere resa in modo chiaro con il detto […]: “è meglio non pensarci affatto, come per le nuove tasse”».

L’ipotesi di Pauli viene accolta da alcuni con scetticismo, da altri con entusiasmo. Enrico Fermi, nel 1934, pubblica un articolo dal titolo “Tentativo di una teoria dei raggi beta”, in cui ipotizza l’esistenza di una forza, che definisce “debole”, capace di trasformare nel nucleo il neutrone in protone e viceversa, e chiama neutrino la nuova particella proposta da Pauli, per indicare la piccolezza della sua massa e l’assenza di carica elettrica.

Il neutrino rimase un trucco per far quadrare i conti fino al 1956 quando, ben 25 anni dopo la lettera in cui Pauli l’aveva ipotizzato per la prima volta, i fisici Clyde Cowan e Fred Reines riuscirono a fornire la prima prova della sua esistenza, nel corso di un esperimento eseguito al reattore a fissione di Savannah River, nel Sud Carolina. L’esperimento faceva parte di quello che era stato

battezzato “Progetto Poltergeist”, visto che l’impalpabilità del neutrino lo rendeva simile a un fantasma (il termine Poltergeist, dal tedesco, significa appunto “spiritello rumoroso”).

I neutrini, infatti, interagiscono molto raramente a causa delle loro proprietà: hanno massa estremamente piccola, interagiscono solo secondo quella forza che Fermi aveva definito, non a caso, “debole” e sono elettromagneticamente neutri.

Tutti i rivelatori di particelle, cioè gli strumenti utilizzati per registrare il passaggio delle particelle, funzionano