RASSEGNA STAMPA
29 SETTEMBRE 2001
RASSEGNA STAMPA | 29 SETTEMBRE 2001 |
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Una avventura scientifica. Dalle tesi di Dirac agli esperimenti del grande fisico e dei suoi successori
Il sapore di un antigelato di limone sarebbe esattamente
identico al sapore di un nostro gelato di limone. Ad assaggiare l’antigelato
non potrebbe però essere nessuno di noi. Infatti l’antigelato è fatto di
Antimateria mentre noi siamo fatti di Materia.
Materia e Antimateria si annichilano a vicenda trasformando tutta la massa in
energia. Questa grande novità scientifica, l’annichilazione, venne scoperta da
Paul Dirac nel 1929, studiando come evolve l’elettrone nello Spazio-Tempo.
L’elettrone era stato scoperto nel 1897 da J.J. Thomson ed era il primo
esempio di particella fatta di nient’altro che di se stessa, e cioè
’’elementare’’. L’altra grande novità che affascinava il giovane Dirac era la
scoperta di Lorentz: se lo Spazio è reale, il Tempo deve essere immaginario. E
viceversa. Noi siamo fatti di Spazio-Tempo e viviamo nello Spazio-Tempo. Quello
che nessun filosofo, né pensatore, di alcuna epoca e civiltà avevano saputo
immaginare era appunto l’incredibile proprietà che queste due colonne portanti
della nostra esistenza debbono avere.
Nessuno aveva posto sotto il rigore della descrizione matematica cosa accade
quando imponiamo all’elettrone di evolvere in quel tipo di miscela
spazio-temporale complessa. Viene fuori che se esiste l’elettrone negativo deve
esistere l’elettrone con carica elettrica opposta, quindi positiva, e cioè
l’antielettrone.
Come la mettiamo col gelato e l’antigelato? E’ vero che in un gelato ci sono
elettroni e nell’antigelato gli antielettroni, ma queste particelle
rappresentano una frazione minima della massa del gelato. Più esattamente un
quarto per mille della massa totale. Ed è così per qualsiasi tipo di materia.
Oltre il 99,9 per cento della massa di un gelato è fatto con particelle ben
diverse dall’elettrone. A essi si dà il nome di ’’nucleoni’’, e cioè
’’pezzettini di nucleo atomico’’. Questi sono in parte elettricamente carichi
(protoni) e in parte elettricamente neutri (neutroni). Ma chi ci può dire che
esistono gli antinucleoni? Fu quello che Dirac pensò quando scoprì la sua
fomidabile equazione. Dirac pensò che fosse corretto descrivere la realtà
fisica estendendo a tutte le particelle quello che aveva scoperto studiando
l’elettrone. Non solo deve esistere l’antielettrone, ma gli antinucleoni,
l’Antimateria, le antistelle e le antigalassie. Fu quello che disse a Stoccolma
quando nel 1933 gli venne attribuito il Nobel, dopo che Anderson, Blackett e
Occhialini avevano scoperto nei raggi cosmici l’esistenza degli antielettroni.
Inizia così una delle più affascinanti avventure della Scienza. A metà degli
anni 50 vengono scoperti fenomeni che sembrano mettere in crisi ciò che Dirac
ci aveva insegnato. E cioè che era teoricamente garantito poter passare dalle
particelle alle antiparticelle e da queste all’Antimateria, senza preoccuparsi
delle interazioni in gioco. Esempio: se metto insieme dodici nucleoni essi
interagiscono nuclearmente e formano il nucleo dell’atomo di Carbonio.
A partire da metà degli anni 50, nessuno poteva più garantire che, se esistono
i nuclei degli atomi che fanno la materia a noi familiare tra cui il gelato di
limone devono esistere gli antinuclei che fanno l’Antimateria tra cui
l’antigelato di limone.
Insomma le interazioni tra nucleoni possono essere totalmente diverse dalle
interazioni tra antinucleoni. Nel 1964 questo dubbio diventa certezza per via
di una scoperta su pezzi di ’’colla nucleare’’ (particelle mesoniche) i cui
decadimenti violano ancora altre leggi di simmetria ritenute valide. La ricerca
dell’Antimateria Nucleare salta in prima fila nelle priorità scientifiche.
Essa era stata cercata ma non trovata. Fu proprio facendo tesoro
dell’insegnamento di Fermi che decisi di riflettere sugli strumenti nuovi necessari
per spingere il livello di osservazione ancora più in alto. Fermi non perdeva
tempo a discutere. Il più grande galileiano del ventesimo secolo passava, non
appena possibile, ai fatti. Seguendo l’esempio di Fermi passai subito alla
progettazione di un circuito elettronico con alta precisione nella misura dei
’’tempi di volo’’; l’Antimateria Nucleare venne scoperta al livello di una
parte su cento milioni di parti. E’ come se avessimo saputo scegliere tre
persone tra tutti gli abitanti dell’Europa.
Questa scoperta sperimentale venne salutata con entusiasmo dal grande Dirac
che, nel 1965, volle conoscermi. Mi invitò a casa sua dando vita a una amicizia
da cui sarebbero nati, negli anni 80, i Seminari di Erice su come evitare le
Guerre Nucleari. Dirac volle porre chiarezza sul tema dicendo: «L’esistenza
delle antiparticelle non garantisce l’esistenza dell’Antimateria».
Oggi sappiamo ancora meglio quanto carica di verità sia questa affermazione di
Dirac. Siamo arrivati alla soglia del Supermondo ma si sono perse le basi
teoriche dell’Antimateria. Che essa esiste ce lo dice la prova sperimentale di
stampo fermiano. Ma, come insegna Enrico Fermi, quando la descrizione teorica
non è a portata di mano ’’hic sunt leones’’. Fermi ci lasciò nel 1954 con
questa sua frase al suo allievo prediletto Tsung Dao Lee (Nobel) quando scoprì
che il ’’protone’’, da tutti ritenuto ’’particella elementare’’, dava segni di
avere dentro qualcosa di nuovo. I ’’leones’’ intuiti da Fermi sono l’Universo
Subnucleare di cui l’Antimateria è uno dei pilastri fondamentali, teoricamente
ancora da capire. +