Neutralita'

La "neutralita'" della nostra particella e' importante proprio perche' quasi tutti gli altri componenti della materia sono elettricamente carichi. I protoni sono positivi, gli elettroni negativi; gli atomi, seppur complessivamente neutri, sono composti di nuclei positivi circondati da elettroni. Come e' noto, le cariche elettriche esercitano l'una sull'altra una forte azione: attrattiva se le cariche sono dissimili, repulsiva se le cariche sono simili. Per chiarice meglio la questione immaginiamo di voler studiare, o mutare, la struttura interna di atomi, di un pezzo di materia bombardandola con particelle atomiche veloci, a mo' di sonda. Assai difficle sarebbe la nostra impresa se scegliessimo particelle cariche - diciamo protoni - come bersaglio delle nostre pallottole atomiche. Sparando per esempio un protone in un pezzo di materia, esso si ridurrebbe rapidamente in condizione di riposo per via delle forze elettriche esistenti fra la sua carica positiva e gli elettroni degli atomi della materia, che sono carichi negativamente. Se potessimo vedere a occhio nudo gli atomi, queste minuscole entita', e gli elettroni che li compongono, la figura 1 ci mostrerebbe in questo modo lo spaccato del nostro campione. A causa dell'interazione elettrica che riduce rapidamente l'energia del protone, e' indispensabile una forte velocita' iniziale, se volgiamo usare i protoni nella nostra indagine della materia.

Fig.1 La forza di penetrazione del neutrone e' molto superiore a quella del protone. La forza di attrazione degli elettroni, a carica negativa, arresta rapidamente i protoni, a carica positiva. Se si eccetua qualche rara collisione coi nuclei, i neutroni, senza carica elettrica, penetrano nella materia senza incontrare ostacolo. La nostra figura - come tutte quelle che si incontreranno - e' una rappresentazione simbolica di quanto conosciamo circa gli elementi che costituiscono la materia, e non e' gia' una immagine reale. Non e' possibile rappresentare con precisione le particelle subatomiche, perche' esse hanno delle proprieta' estranee alla nostra esperienza quotidiana. Dobbiamo quindi ricorrere a un modello, anzi a un simbolo, il quale puo' soltanto darci un'idea di quelle proprieta' che gli scienziati hanno dedotto da prove indirette e dal calcolo teorico.

I neutroni invece, che non hanno carica elettrica, passano facilmente entro il campione di materia, perche' non hanno l'ostacolo delle cariche elettriche degli elettroni. Come mostra la figura 1, i neutroni viaggiano in linea retta, senza affatto curarsi degli atomi, a meno che non accada loro di cozzare direttamente contro il nucleo dell'atomo. Non necessita grande velocita' perche' il neutrone penetri nella materia, e difatti la penetra anche muovendosi assai lentamente. Vedremo poi che anche le proprieta' del neutrone (come accade per tutte le paticelle) mutano moltissimo a secondo della sua velocita'. Ora, se volgiamo impiegare i neutroni, sia a scopo di ricerca, sia in un'applicazione pratica, occorre saperli usare secondo la velocita' piu' adatta a ciascun impiego. E poiche' nella materia penetrano neutroni di qualsiasi velocita', possiamo disporre di tutta la gamma delle velocita', e scegliere quelle piu' adatta al nostro scopo. Anzi, questo lavoro vuole appunto spiegare in che modo l'assenza di carica sia la proprieta' fondamentale del neutrone, la proprieta' fondamentale del neutrone, la proprieta' che fa di questa particella (seppur nota all'uomo da cosi' poco tempo), un elemento importantissimo in tutti i campi della scienza, pura e applicata.

indietro avanti