Dopo tanto tempo speso a parlare di sperimentazione animale torno nel meraviglioso mondo della fisica. Il mio ultimo articolo al riguardo è stato quello sulla scoperta delle prime evidenze sperimentali dell’esistenza del Bosone di Higgs ottenute al CERN di Ginevra, wuesto post invece mira a soddisfare coloro che si sono posti la domanda:

Ma come diavolo si vanno a cercare particelle ultramicroscopiche come il nostro amato bosone?

La risposta è che si vanno a cercare facendo a pezzi la materia.

Sì, perchè la fisica delle particelle è stata giustamente descritta come la scienza che mira a comprendere come funzioni un televisore andando a guardarne i pezzi dopo che è stato fatto cadere dall’Empire State Building.

La mia personale aggiunta a questa frase è che per rendere il tutto più divertente il televisore deve essere fatto di ghiaccio e il marciapiede di ferro rovente, e questo perché le particelle subatomiche oltre ad essere piccole e sfuggenti, spesso e volentieri sono pure instabili.

Perfino il neutrone, stabile e pacifico componente di tutto ciò che vediamo attorno a noi (io i neutroni me li sono sempre immaginati tranquilli e un po’ apatici… ehm) se strappato dal confortevole ambiente del nucleo atomico decade in pochi minuti (per essere precisi la sua emivita è 10 minuti e 11 secondi). E si badi bene che i minuti, per la fisica delle particelle, equivalgono a tempi geologici: particelle meno fotogeniche e disponibili dei neutroni, come i muoni, decadono in milionesimi di secondo, mentre i bosoni W e Z decadono in 10^-25 secondi ovvero in un decimilionesimo (sette zeri dopo la virgola) di miliardesimo (altri nove zeri) di miliardesimo (ultimi otto zeri e un uno) di secondo.

Ma allora come è possibile studiare queste dannate particelle?

E’ possibile perché scagliando il vostro televisore con sempre maggior forza questo si fracasserà a terra in pezzi sempre più piccoli (dandovi quindi un’idea su quali siano i suoi componenti più elementari) e questi pezzi verranno sparati in tutte le direzioni a velocità sempre maggiori.

Negli acceleratori di particelle tali velocità sono molto vicine a quelle della luce e una peculiarità interessante scoperta da Einstein è che più un corpo si avvicina alla velocità della luce e più il suo tempo proprio rallenta rispetto al resto dell’universo.

Per farvi capire meglio la cosa immaginatevi il nostro amico neutrone seduto tranquillamente al parco a leggere. Al polso (ammesso che i neutroni siano gente di polso) ha un orologio con un timer che tra 10 minuti e 11 secondi suonerà per ricordargli di andare ad un appuntamento importante. Diciamo anche che al parco c’è un artista di strada che affascinato dalla calma pacifica del nostro amico ha deciso di fargli ritratto.

Neutrone riesce a leggere la prima pagina del suo amato Particella 2000 in 10 minuti e 11 secondi, ma prima di voltar pagina l’allarme suona e lui corre via impedendo al ritrattista di finire il lavoro.

In questo caso il tempo proprio del neutrone e del ritrattista sono uguali. Se però Neutrone fosse su un’astronave che si muove ad una velocità prossima a quella della luce, e il nostro ritrattista lo stesse osservando da terra con un telescopio, allora il ritrattista vedrebbe che i secondi sull’orologio di neutrone scorrono più lentamente e avrebbe tutto il tempo per dipingergli un ritratto.

Si noti che Neutrone non si accorge di alcun rallentamento: non ha più tempo a disposizione di quanto ne avesse al parco e non riuscirà ad arrivare alla pagina del nuovo triangolo amoroso tra quark, ma riuscirà solo a leggere la prima pagina, poi il timer suonerà.

Come già detto sopra, negli acceleratori succede la stessa cosa: la velocità con cui le particelle vengono sparate dalle collisioni è tale da lasciare agli strumenti abbastanza tempo per rilevarle.

Quali siano alcuni di questi strumenti sarà l’argomento del prossimo post e uno di questi rilevatori potrete perfino costruirvelo per osservare la radioattività ambientale attorno ai calzini lasciati nel cesto della roba da lavare.

Parola di Zarathustra.

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