Innovazione

Fisica per rockstar

È indispensabile avere a disposizione tecnologie fantascientifiche per studiare la materia? No, a un fisico inglese è bastato un vecchio amplificatore e un po' di fantasia. (Alessandro Bolla, 3 dicembre 2008)

Se è vero che l'Lhc, il Large Hadron Collider al Cern di Ginevra, è destinato a rivoluzionare la storia della fisica, è altrettanto vero che un bravo ricercatore deve sapersi arrangiare anche con strumenti meno (a volte molto meno) avanzati. Andrew Murray, un fisico dell’Università di Manchester, ha per esempio risolto con il vecchio amplificatore della sua chitarra elettrica un problema che affligge gli scienziati da decenni: tenere "fermi" gli atomi quando vengono bombardati con fasci di elettroni, passaggio indispensabile nello studio di numerosi fenomeni subatomici.
AUTOSCONTRO PROTONICO Dato che nemmeno il congelamento a temperature prossime allo zero assoluto (-273,15 °C, la temperatura alla quale la materia ha la minore energia cinetica) permette di immobilizzare gli atomi, gli scienziati non possono fare altro che colpirli quando sono in movimento. Questa operazione genera però un effetto Doppler le cui conseguenze sui risultati degli esperimenti sono difficili da interpretare ed eliminare. Una possibilità potrebbe essere quella di bloccare gli atomi in una trappola elettromagnetica, spegnerla e bombardarli con gli elettroni subito dopo. Ma il campo elettromagnetico che immobilizza le particelle impiega circa 20 millisecondi ad annullarsi del tutto e in quell’intervallo di tempo gli atomi riescono a "scappare". Riuscire a spegnere quel campo elettromagnetico istantaneamente, e nello stesso momento colpire gli atomi, è ciò che gli scienziati cercano di fare da decenni.
SCIENZA E FANTASIA Murray è riuscito nell’intento utilizzando la bobina del suo amplificatore. A differenza degli avvolgimenti comunemente impiegati dai fisici, quelli utilizzati negli altoparlanti funzionano a corrente alternata (vedi anche elettricità): questo fa sì che tra un ciclo e l’altro di "alternanze" ci sia un momento in cui i campi magnetici all’interno del dispositivo si annullano a vicenda. E in quella frazione di secondo l’atomo è intrappolato, è immobile e può essere colpito. Questa semplice soluzione permetterà ai ricercatori di simulare gli impatti ad altissima energia dei raggi cosmici sull’atmosfera del nostro pianeta.

3 dicembre 2008
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