RASSEGNA STAMPA
13 MAGGIO 2002
RASSEGNA STAMPA | 13 MAGGIO 2002 |
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Roma, 1945:
un esperimento cruciale aprì la strada alla fisica del XX secolo, quella delle
particelle
Sul
carretto trainato a mano da Oreste Piccioni e scortato in bicicletta da
Edoardo Amaldi che, il 19 luglio del 1943, attraversa il centro di Roma,
diretto dalla cittadella universitaria al liceo Virgilio in via Giulia, un tiro
di schioppo dal Vaticano, c'è quasi tutto quel che resta di tangibile della
fisica italiana dopo tre anni di guerra.
Si tratta di un apparato elettronico, molto sofisticato, messo a punto
da Oreste Piccioni e Marcello Conversi, capace di misurare tempi dell'ordine
del milionesimo di secondo. La strumentazione
è preziosa per determinare la vita media dei mesotroni: particelle di natura
ignota provenienti dallo spazio cosmico che attraversano per intero l'atmosfera
terrestre e giungono fino alle basse quote.
Così,
quando la cittadella universitaria viene bombardata dagli aerei alleati,
Edoardo Amaldi, l'unico tra i ragazzi di via Panisperna, rimasto in Italia,
decide di spostare l'apparato di Piccioni e Conversi dall'Istituto di Fisica
ai più sicuri scantinati del liceo Virgilio.
Decisione saggia. Perché nel
breve volgere di un paio di anni, quell'apparato elettronico, integrato con i
contatori, i magneti e l'esperienza in fisica dei raggi cosmici di Ettore Pancini,
consentirà un esperimento, l'esperimento di Conversi, Pancini e Piccioni,
davvero cruciale che porterà: alla scoperta del muone, una sorta di «elettrone
grasso»; al virtuale inizio di una fisica, la fisica delle particelle o, meglio,
delle alte energie, che sarà la fisica dominante per tutto il resto del XX
secolo; e a indicare una strategia di ricerca ai fisici italiani che si
rivelerà di enorme successo.
Era stato, nel 1912, il
fisico austriaco Victor Hess a scoprire che dal cosmo giunge sulla Terra
una radiazione, ricca di energia e di natura ignota. Per molto tempi i fisici
pensarono che quei raggi cosmici fossero costituiti da «raggi ultra-gamma»,
vale a dire da radiazione elettromagnetica ad altissima frequenza. Ma fu l'italiano Bruno Rossi, a cavallo
tra il 1929 e il 1930, a dimostrare che i «raggi cosmici» non erano costituiti
da particelle. Per la sua dimostrazione
Bruno Rossi si era avvalso di un avveniristico rivelatore elettronico. Intorno a Bruno Rossi, alla sua scoperta e
alla sua tecnica, nacque tra Firenze e Padova un'autentica scuola di «fisica
dei raggi cosmici». Una scuola di
assoluta eccellenza, di cui i giovani Marcello Conversi, Ettore Pancini e
Oreste Piccioni entreranno a far parte.
Il problema della natura dei
mesetroni nasce nel 1936, quando Bruno Rossi e altri scoprono che nei raggi
cosmici sono presenti delle particelle
dotate di una massa compresa tra quella dei protoni e quella degli
elettroni. Caratteristica molto
interessante, perché potenzialmente in grado di saldare la fisica dei raggi
cosmici con la fisica del nucleo.
Quella fisica del nucleo che ha in Enrico Fermi e nei «ragazzi di via Panisperna»
una scuola di assoluto valore mondiale.
La fisica del nucleo atomico
aveva assunto una più chiara definizione nel 1932, quando l'inglese James Chadvick
aveva scoperto il neutrone. A quel punto si sapeva quali sono le particelle
che costituiscono il nucleo degli atomi (i protoni, con carica elettrica
positiva, e i neutroni, privi di carica elettrica), ma restava ignota la natura
della forza che consentiva di concentrare in uno spazio piccolissimo quelle
particelle. Nel 1935 il teorico
giapponese Hideki Yukawa avanzò l'ipotesi che a tenere unito i nuclei protoni
e neutroni fosse una particella, il mesotrone, con una massa intermedia tra
quella dei protoni e quella degli elettroni,
L'anno dopo Rossi e altri
scoprono nei raggi cosmici una particella proprio con quella massa,
intermedia tra protoni ed elettroni. Si
trattava della particella di Yukawa?
Per molti fisici, a Firenze come a Roma, rispondere a questa domanda
diventa cruciale. Solo che nel 1938
interviene il fascismo a scompaginare le carte. Bruno Rossi è ebreo ed è costretto a emigrare negli Usa. Enrico Fermi ha la moglie ebrea ed emigra
negli Usa. Le due grandi scuole di fisica
italiana si disperdono. Restano in
Italia pochi giovani: tra cui Marcello Conversi e Oreste Piccioni a Roma,
Ettore Panai a Padova.
I mesotroni sono particelle instabili, elettricamente cariche, e rallentano la loro velocità mentre attraversano l'atmosfera, mostrando proprietà diverse a quote diverse. Con l'apparato trasportato al liceo Virgilio, tra il 1943 e il 1945, Conversi e Piccioni misurano la vita media dei mesotroni a bassa quota. Ma quelle misure non sono ancora in grado di rivelare la natura dei mesotroni. Per questo chiamano a Roma Pancini, che ha messo a punto un sistema sperimentale in grado di distinguere le diverse cariche elettriche dei mesotroni. L'idea è, dunque, di mettere insieme i due apparati e realizzare l'esperimento decisivo. Col nuovo apparato Conversi, Pancini e Piccioni dimostrano che ci sono due tipi di mesotroni, uno con carica positiva l'altro con carica negativa, che hanno comportamenti diversi. Entrambi sono instabili. E nessuno è la particella di Yukawa. In particolare, il mesotrone con carica elettrica negativa è, a tutti gli effetti, un elettrone, anche se più grasso. E decade proprio in elettrone a causa della sua instabile pinguedine: i tre fisici hanno scoperto il muone, il fratello più pesante dell'elettrone. E hanno dato inizio a una nuova stagione della fisica: la fisica della particelle o, meglio, la fisica delle alte energie che dominerà la seconda parte del XX secolo.