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Einstein vince ancora una sfida

Un’altra dura prova è stata affrontata e superata con successo da Albert Einstein, l’ideale per chiudere in bellezza l’anno internazionale della Fisica.

Un'altra dura prova è stata affrontata e superata con successo da Albert Einstein, l'ideale per chiudere in bellezza l'anno internazionale della Fisica.

E non si tratta di un qualche aspetto marginale del suo enorme lavoro: ciò che viene riportato sulla rivista Nature è la prova più accurata mai svolta della sua equazione più celebre: E=MC2 (energia uguale la massa per la velocità della luce al quadrato).

Con l'articolo di Nature, l'esattezza della formula viene spinta ad una precisione di oltre cinquanta volte superiore a quella di altri test condotti in passato.

La prova è in realtà divisa in due parti: una svolta nel National Institute of Standards and Technology (NIST) e l'altra nel celebre Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Per arrivare alla misurazione è stato sfrutta un trucco ben noto: ricercatori americani hanno fatto catturare un neutrone da parte del nucleo di un atomo. In questo modo l'atomo ha cambiato la sua massa: ora sarà quella originale più quella del neutrone aggiunto. Ma non in modo preciso. Il processo di "cattura" libera infatti energia. Di conseguenza la massa reale dell'atomo dopo l'aggiunta del neutrone non sarà esattamente la somma delle masse precedenti, ma ne mancherà un pochino, quella trasformata in energia, proprio secondo la teoria di Einstein.

Così gli scienziati del Nist sono andati a misurare l'energia prodotta dal fenomeno. Energia che è formata da radiazione gamma e, in piccolissima misura, da uno spostamento del nucleo, una specie di rimbalzo, quasi come il rinculo di un'arma da fuoco.

La misurazione è, naturalmente, tutt'altro che semplice, visto che la lunghezza d'onda della radiazione gamma prodotta nel processo è meno di un picometro, cinquanta milioni di volte più piccola della lunghezza d'onda visibile dall'occhio umano. Per calcolare questa inafferrabile energia i ricercatori hanno creato un cristallo, estremamente preciso nella disposizione interna degli atomi, nel quale hanno fatto passare i raggi gamma osservando di quanto deviavano.

Fin qui l'energia. Ma bisogna calcolare anche la massa dell'atomo per vedere se ne manca la quantità esatta. A questo ci hanno pensato i ricercatori del MIT. Due ioni (atomi carichi elettricamente) dello stesso elemento sono stati fatti correre attraverso un campo magnetico in una specie di orbita. Dalle velocità in gioco e dalla traiettoria si potevano avere informazioni sulla loro massa. Ma uno degli atomi aveva il neutrone in più, che era stato aggiunto. I calcoli hanno quindi permesso di esaminare con accuratezza la sua massa, verificando quanta ne era stata persa nella produzione di energia.

Alla fine il risultato è tutto per Einstein: la massa mancante dall'atomo al quale era stato attaccato il neutrone era esattamente quella necessaria per la produzione dell'energia rilevata, secondo la formula più famosa del mondo.

E=MC2 è ormai un'icona, una realtà data per scontata dal pubblico. E bisogna considerare che l'equivalenza tra massa ed energia è uno dei pilastri della fisica moderna. Inoltre molte applicazioni tecnologiche usano proprio questo rapporto per funzionare. Ma è pur sempre una teoria che potrebbe essere smentita, un giorno. Scovare anche la più piccola discrepanza nell'esperimento americano avrebbe avuto conseguenze enormi.

Invece tutto regge solidamente, fino alla prossima prova.

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