Questo sito contribuisce alla audience di

Nobel & Astrofisica

Conoscere la storia del Cosmo, capire i processi che accompagnano la nascita e morte delle stelle, prevedere il destino delle galassie e dell’intero Universo...

Conoscere la storia del Cosmo, capire i processi che accompagnano la nascita e morte delle stelle, prevedere il destino delle galassie e dell’intero Universo. E’ il desiderio che spinge l’uomo, sin dalla nascita delle prime civiltà, a cogliere ogni minimo segnale che giunga dal cielo. Oggi appare evidente, che molte risposte potranno giungerci dallo studio di particelle microscopiche che attraversano lo Spazio e da forme di radiazioni elettromagnetiche diverse dalla luce rilevata dai nostri occhi. Il Premio Nobel per la Fisica, assegnato quest’anno a Raymond Davis Jr e Masatoshi Koshiba e a Riccardo Giacconi, vuole riconoscere lo straordinario contributo che lo studio e la rilevazione dei neutrini e della radiazione X, hanno avuto nel promuovere le nostre conoscenze in campo astronomico e nella fisica di base. Ricerche che ci hanno avvicinato alla comprensione dei segreti delle stelle e delle galassie, oggetti che sembrano dominati da un processo di mutazione apparentemente senza fine.

Segue articolo →

Nel 1930, Wolfang Pauli, sulla base di considerazioni teoriche, aveva previsto l’esistenza di una particella misteriosa: il neutrino. La prova sperimentale della sua esistenza sarà ottenuta solo 25 anni dopo, grazie al lavoro di Frederick Reines che per queste ricerche riceverà il Premio Nobel dopo quarant’anni, nel 1995. Le caratteristiche fisiche di questa particella, fanno sì che la probabilità di una sua interazione con la materia sia minima; da qui l’estrema difficoltà nel rilevare la presenza di neutrini. Ma qual è il motivo che spinge gli scienziati in questa difficile caccia? Il ruolo di questa particella è fondamentale per comprendere i processi che permettono al Sole e le altre stelle di brillare nell’Universo. La spiegazione coerente dei processi di fusione nucleare che alimentano il Sole, richiede che nel corso della trasformazione di due atomi d’idrogeno in uno d’elio, siano liberati due neutrini. Una teoria la cui verifica sperimentale è stata giudicata da molti scienziati, praticamente impossibile. L’unico a credere nella possibilità di rilevare i neutrini generati dal Sole fu proprio Raymond Davis Jr. Forte della teoria formulata da Bruno Pontecorvo, secondo cui era possibile rilevare la presenza di un neutrino dopo che questo aveva interagito con un nucleo di Cloro, trasformandolo in un nucleo di Argon radioattivo, iniziò nel 1960 a costruire uno straordinario sistema, con cui iniziare la caccia di queste particelle così sfuggenti. All’interno di una miniera abbandonata nel South Dakota, Davis collocò un grande serbatoio riempito con 615 tonnellate di tetracloroetilene, un solvente che viene normalmente utilizzato per il lavaggio a secco degli indumenti. L’osservatorio, divenuto operativo a partire dal 1967, avrebbe dovuto rilevare, secondo i calcoli di Davis, l’interazione di 20 neutrini ogni mese attraverso la presenza di un numero corrispondente di nuclei di argon. Proprio la messa a punto di una tecnica per estrarre i nuclei di argon dal tetracloroetilene, è uno dei meriti principali di Davis. L’esperimento, durato fino al 1994, ha permesso di rilevare in quasi trent’anni di misure, circa 2000 atomi d’argon. Un valore inferiore alle attese, che avvalora l’ipotesi che il neutrino non abbia massa nulla ma un valore minimo capace però di modificare il destino dell’Universo.
Mentre Davis continuava il suo esperimento, Masatoshi Koshiba, insieme ai suoi collaboratori, portava a termine la costruzione di un altro rilevatore di neutrini: Kamiokande. Anche in questo caso si era deciso di collocare un grande serbatoio all’interno di una miniera, questa volta in Giappone, riempito con semplice acqua. Quando un neutrino interagisce con il liquido è emesso un elettrone che provoca a sua volta un piccolo flash di luce. Rilevando questa luce, è possibile riconoscere la debole traccia lasciata dai neutrini. I risultati ottenuti da Koshiba, oltre a confermare le misure di Davis, per la prima volta dimostravano con certezza che i neutrini avvistati, provenivano proprio dal Sole.
Nel 1987, Kamiokande ha registrato il passaggio di neutrini provenienti da una supernova. Si trattava di 1987A, la supernova che si trova nella galassia “Large Magellanic Cloud”, e dista dalla Terra 170.000 anni luce. Nella sua esplosione ha liberato una quantità enorme di neutrini. Si calcola che solo l’osservatorio di Kamiokande sia stato attraversato da un flusso pari a dieci milioni di miliardi di neutrini di cui solo 12 sono stati effettivamente rilevati.
Di Riccardo Giacconi, i mass media italiani si sono occupati ampiamente, dando grande risalto alle sue ricerche e alle denunce delle difficoltà riscontrate da chi in Italia vuole occuparsi di ricerca.
Giacconi può essere considerato con pieno diritto il padre dell’astronomia a raggi X. La possibilità di osservare questa regione dello spettro elettromagnetico è stata, infatti, preclusa agli astronomi fino a tempi recentissimi. Il motivo è piuttosto semplice. La radiazione X, che può facilmente attraversare i tessuti umani ed in qualche misura anche altri corpi solidi, è quasi interamente assorbita dall’aria che forma l’atmosfera terrestre. Per questo motivo, bisognerà attendere il 1949, per osservare grazie ad una rudimentale strumentazione collocata su un missile, la prima sorgente di radiazione X extra terrestre. Herbert Friedman, con i suoi colleghi, dimostrò in quell’occasione che il Sole emetteva radiazione X. Giacconi con la guida di Bruno Rossi, inizia dieci anni dopo, a sviluppare per conto della NASA un telescopio per la rilevazione di radiazione X. In questo stesso periodo guida un’attività di ricerca che, con il lancio di razzi, vuole dimostrare la presenza di radiazione X emessa dalla Luna. Esperimenti destinati all’insuccesso ma che, come spesso capita nella Scienza, dischiusero uno scenario del tutto inatteso. Nel 1962 il razzo Aerobee identificò la prima sorgente di radiazioni X al di fuori del Sistema Solare e la presenza di un fondo di radiazione distribuito omogeneamente nello Spazio. Questa sorgente chiamata con il nome di Scorpius X-1, una stella ultravioletta nella costellazione di Scorpio, sarebbe ben presto stata affiancata da altre 40 sorgenti, inclusa la Crab Nebula pulsar e la galassia M87, rilevate con il lancio di altri razzi e di palloni aerostatici. Questi grandi risultati spinsero Giacconi a realizzare il primo osservatorio orbitante per raggi X: UHURU. La missione, avviata nel 1970, ha identificato più di 400 nuove sorgenti, dimostrando che le X-ray stars, sono stelle di neutroni o buchi neri.
Successivamente, Giacconi, ha contribuito in maniera decisiva allo sviluppo, del primo telescopio che utilizzava un sistema di specchi per ottenere risoluzioni più elevate. Nel 1978, con il lancio dell’Einstein X-ray Observatory, si apre una nuova era per l’esplorazione dell’Universo. Basta pensare che per la prima volta sarà possibile iniziare uno studio della materia oscura che così misteriosa, rappresenta comunque la forma di materia più comune nello Spazio. Un’attività di ricerca che continua ancora oggi grazie al Chandra X-ray Observatory. Un telescopio, lanciato nel 1999, ancora una volta sviluppato grazie alla supervisione del padre dell’astronomia a raggi X.

Ultimi interventi

Vedi tutti