Dal microscopio al LHC del CERN

Il Large Hadron Collider (LHC), in italiano Grande Collisore di adroni, è il più potente “microscopio” del mondo. Si tratta di un acceleratore di tipo circolare costruito all’interno di un tunnel sotterraneo lungo 27 km, a 100 m di profondità in media, situato al confine tra la Francia e la Svizzera, in una regione compresa tra l’aeroporto di Ginevra e i monti Giura.
Con questo gigantesco “microscopio” i fisici vanno a caccia delle piccolissime e sfuggenti particelle che costituiscono il tessuto dell’universo.
Volutamente abbiamo utilizzato il termine microscopio, perchè LHC si basa sui principi di questo strumento. Fin dall’antichità si conoscevano alcune delle proprietà delle lenti, ma fino al XIII secolo, quando vengono “inventati” gli occhiali questi principi sono scarsamente sfruttati.
Nel 1590 due occhialai olandesi Hans e Zacharias Jenssen scoprirono che due lenti collegate alle due estremità di un tubo avevano il potere di ingrandire decine di volte gli oggetti.
Nasceva cosi il primo microscopio composto.
Questi strumenti riuscivano ad ingrandire gli oggetti di circa 30 volte. Pochi anni dopo Galileo Galilei lavorò sul microscopio dei Jenssen ed ebbe l’idea di puntarlo verso la volta celeste: nasceva il primo telescopio.
Il padre della “microscopia” e della “microbiologia” è stato però Antoni van Leeuwenhoek, a volte citato come Anthonie (Delft, 24 ottobre 1632 – Delft, 27 agosto 1723). La vita di van Leeuwenhoek è singolare, dotato di una sommaria istruzione soprattutto umanistica, allora considerata essenziale anche per uno scienziato, fino al 1663, egli lavorò nella natia Delft, aprendo un negozio di tessuti e ottenendo, successivamente, diverse cariche pubbliche presso il Comune di Delft: in un primo momento, quella di Tesoriere degli Sceriffi, poi di ispettore ai lavori pubblici (carica per la quale dovette sostenere un esame somministratogli dal matematico Genesius Baen, che superò brillantemente), e infine di «misuratore dei vini», responsabile, cioè, del controllo dei vini importati a Delft, senza dubbio grazie alla sua competenza chimica.
La prima testimonianza del suo avvicinamento alla ricerca scientifica è appunto datata 1663 quando scrive alla Royal Society di Londra per ottenere la pubblicazione sulla Philosophical Transactions of the Royal Society, rivista scientifica a cura della Società, di un suo studio riguardante alcune osservazioni sugli organi visivi, sulla bocca e sul pungiglione dell’ape, sul pidocchio, e altre analisi microscopiche sulla muffa.
Antoni van Leeuwenhoek nel corso della sua vita costrui’ microscopi capaci di ingrandire oltre 200 volte riuscendo ad osservare la circolazione del sangue nei capillari della coda di un girino.
Dal punto di vista tecnologico l’evoluzione dei microscopi comportava la risoluzione di alcune distorsioni presenti in lenti sferiche, la principale delle quali è la cosiddetta “aberrazione cromatica”.
Questo avviene perchè le diverse lunghezze d’onda della luce vengono rifratte in modo diverso quando passano attraverso un pezzo di vetro.
Verso la metà del Settecento venne trovata un’astuta soluzione a questo problema attraverso la realizzazione delle cosiddette “lenti acromatiche composte”. Questo dispositivo veniva apposto ai microscopi con lenti che non avevano una forte curvatura superando cosi l’aberrazione cromatica.
Il problema però continuava a sussistere per i microscopi con lenti altamente sferiche. Il problema dell’aberrazione cromatica fu superato definitivamente soltanto nel 1830 da Joseph Jackson Lister, ottico e fisico britannico.
I microscopi di oggi rappresentano l’evoluzione ed il perfezionamento di questi primi dispositivi ed hanno raggiunto la capacità di migliaia di ingrandimenti.

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