VERSATILITA' DEL NEUTRONE
Tutti noi abbiamo ascoltato o letto storie di mondi e di tempi lontani, piene di misteri e di meraviglie. Eppure ci sono altri mondi misteriosi e meravigliosi, affatto lontani da noi: la natura interiore, per esempio, degli oggetti che ci circondano, purche' riusciamo veramente a vederla. Tali oggetti, cosi' come ce li presentano i cinque sensi, paiono cose prosaiche, ma se ricorriamo al fantastico sesto senso degli strumenti, allora ci si rivela, entro la materia, un mondo nuovo, un mondo meraviglioso e quasi incredibile. E questo mondo nuovo dell'infinitamente piccolo ha un motivo di fascino ulteriore, rispetto ai racconti fiabeschi: e' un mondo vero. Strano forse, questo mondo di entita' subatomiche, ma realissimo. In larga misura e' un mondo inesplorato, e forse non riusciremo mai ad esplorarlo fino in fondo, per quanto il passo degli esploratori di giorno in giorno si affretti. Man mano che si ampliava la nostra conoscenza, a volta lentamente e faticosamente, a volte a balzi improvvisi, abbiamo scoperto nuovi strumenti utili alle nostre investigazioni. Uno di tali strumenti e' il protagonista della nostra storia: e poiche' siamo nel mondo dell'infinitamente piccolo, esso ovviamente sara' un pezzetto minuscolo di materia.
Puo' sembrar strano che si tanto lavoro a una particella soltanto, e per giunta piccolissima. Lo scopo della nostra narrazione e' presto detto: descrivere la natura e le imprese del neutrone. Certo, essa affronta anche fatti complessi; prima di arrivare in fondo, avremo dato almeno un'occhiata ad alcuni dei piu' stupefacenti misteri dell'universo, e passato in rassegna alcune delle piu' grandiose scoperte scientifiche dell'uomo. Ma prima di iniziare il racconto, spieghiamo perche' meriti tanta attenzione il piccolissimo neutrone, in un quadro cosi' spettacolare.
Anche se da generazioni e generazioni i chimici, fisici e matematici hanno studiato la struttura atomica della materia, appena cent'anni or sono nei loro pensieri non c'era posto per il neutrone. Il neutrone era uno sconosciuto. Ma nella fisica dei giorni nostri questa particella ha un'importanza tale che tutto un settore di ricerche - la fisica del neutrone - si basa sulle sue proprieta'. E questo nuovo ramo della scienza, per quanto giovane, implica tante fasi diverse di ricerca pura e consente tante applicazioni pratiche importanti, che gia' si sta differenziando e scindendo. Basti pensare alla produzione su vasta scala di energia elettrica di produzione atomica, o alla propulsione dei giganteschi e veloci sottomarini atomici, per intendere la straordinaria utilita' pratica del neutrone. Ma a parte le applicazioni cosi' sconcertanti, il neutrone e' importantissimo anche nel mondo della scienza "pura", quella che mira a porre le basi del sapere nuovo, senza proporsi obbiettivi pratici. Le imprese del neutrone non colpiscono certo l'occhio e la fantasia quanto l'energia atomica nei suoi effetti pratici, ma forse saranno, in ultima analisi, di maggior beneficio al genere umano.
Come e' possibile che in una trentina d'anni questo pezzetto di materia abbia mostrato un cosi' gran numero di attittudini? Il protone per esempio, altra particella assai simile al neutrone, e nota all'uomo da molto prima, non ha compiuto mai imprese paragonabili a quelle del neutrone. E infatti non c'e' un settore di ricerca specifico che si chiami "fisica del protone", pur essendoci note da molto tempo le proprieta' fondamentali di quella particella.
In quanto alla struttura, protone neutrone si somigliano molto. Differiscono soprattutto in questo: il protone porta carica elettrica positiva, mentre il neutrone (per questo di chiama cosi') e' elettricamente neutro. Questa differenza - mancanza di carica elettrica - puo' sembrare trascurabile, e invece sta proprio all.origine della straordinaria diversita' della fisica del neutrone. Vedremo da vicino, in queste pagine, le molte guise in cui i neutroni servono da sensibilissimi strumenti quasi in ogni fase del lavoro di ricerca, oltre ad avere importanti applicazioni pratiche. Ma occorre anzitutto intndere una cosa: perche' l'assenza di carica elettrica sia il fondamento della possibilita' del neutrone.