Scienza

La forza nucleare debole ed i neutrini

Abbiamo già parlato della forza elettromagnetica, di quella gravitazionale e di quella nucleare forte. Semplificando molto potremmo dire che queste forze sono tutte “forze di costruzione”. Adesso, senza entrare in troppi dettagli tecnici, parleremo di una quarta forza, che invece potremmo definire come una “forza di distruzione”.
Prendiamo un atomo piuttosto grosso, che possiede 94 elettroni che orbitano attorno ad un nucleo fatto di 94 protoni e 145 neutroni. E 239 quark.
Questo atomo è il famigerato atomo di plutonio. E poichè ha 239 “prigioni” di quark è chiamato plutonio-239.
Se potessimo penetrare fino all’interno del nucleo, vedremmo in azione la forza nucleare forte che tiene insieme i 239 quark. In ogni prigione di quark ci sono due quark down ed un quark up tenuti insieme dai gluoni.
Improvvisamente una particella virtuale appare e colpisce uno dei quark down trasformandolo in un quark up. Il neutrone a cui apparteneva viene trasformato in un protone ed a questo punto si scatena il caos.
L’intero nucleo atomico non è più in equilibrio (la parola magica dell’universo)!
Il nucleo di plutonio inizia a scindersi, scindersi ed ancora scindersi in nuclei più piccoli tutti affannosamente protesi a cercare di catturare (spesso invano) un elettrone.
Ad ogni stadio di questo processo vengono emesse particelle molto energetiche. Il plutonio sta decadendo. E tutti i prodotti di questo decadimento vengono sparati fuori fino ad esaurimento. Niente di drammatico se il nostro atomo di plutonio è un solitario eremita.
Quanto è accaduto è dovuto alla quarta forza dell’universo, la cosiddetta forza nucleare debole attraverso i suoi mediatori di forza, i bosoni W e Z.
Il primo a studiare il decadimento dell’atomo fu il fisico viennese Wolfgang Pauli (1900-1958), circa un secolo fa, egli predisse la presenza di una particella responsabile del trasporto dell’energia prodotta dal decadimento stesso.
Una particella priva di carica elettrica, con una massa minutissima, che una volta attivata attraversava quasi come un aereo stealth tutta la materia.
Oggi conosciamo il nome di questa particella, il neutrino grazie al fisico americano Frederick Reines che nel 1956 la individuò sperimentalmente ottenendo per questo il Premio Nobel per la fisica 40 anni dopo, nel 1995!
Oggi sappiamo che i neutrini che sono tantissimi sono soggetti soltanto alla forza nucleare debole ed alla gravità, mentre non risentono della forza elettromagnetica e di quella nucleare forte.
Per loro gli atomi sono davvero vuoti.
Li passano indisturbati ed un bene cosi’.
Perchè se i neutrini interagissero con gli atomi saremmo nei pasticci, essendo prodotti in grande quantità dal Sole.
Tanto per avere un’idea circa 60 miliardi di neutrini percorrono ogni centimetro quadrato della nostra pelle in un solo secondo.
Attraversano tutti noi, attraversano la Terra ed ogni altro oggetto celeste senza interferire perdendosi nelle profondità insondabili dello spazio.

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