Page 174 - Fisica per non fisici

verifica sperimentale di queste circostanze. In altri termini, chi ci dice che le cose

stiano veramente così? Tutto sommato, parlare di astronavi e astronauti che
compiono viaggi tra le stelle a velocità prossime a quella della luce è solo
fantascienza.

Invece le cose non si presentano in questi termini. Il fatto è che noi già abbiamo
«astronauti» che viaggiano quasi alla velocità della luce e che invecchiano! Si tratta
di astronauti molto piccoli: sono le particelle elementari che sono i costituenti più
piccoli della materia. Protoni, neutroni ed elettroni sono dunque particelle
elementari, ma non sono le uniche. Lo studio della struttura della materia rivela che

esistono tante altre particelle delle quali, soltanto fino a pochi anni fa, non si
sospettava neppure l’esistenza.
Fra queste particelle ce ne sono alcune che sono ben conosciute dai fisici come,

per esempio, quelle che sono chiamate mesoni mu o muoni e che sui libri di fisica
vengono indicate con la lettera dell’alfabeto grecoμ. Si tratta di particelle scoperte
nel 1936 che possono essere «create» in laboratorio.

Le osservazioni sperimentali rivelano che il muone è una particella instabile. In altri

termini, trascorso un certo tempo dalla «creazione», il muone decade: cessa di
esistere. Al suo posto vengono osservate altre particelle che sono dunque chiamate
prodotti di decadimento del muone. Quindi il muone, quasi come un essere umano,

«nasce» e «muore» dopo aver vissuto per un certo arco di tempo che in fisica viene
chiamato proprio «vita media».
Si può misurare questa vita media quando abbiamo un muone fermo davanti a noi,
e si trova un valore che viene generalmente indicato con la lettera grecaτ:

τ = 0,000002 s

cioè 2 milionesimi di secondo.

È certamente una vita media molto breve se paragonata alla vita media di un
essere umano; comunque, nell’ambito delle particelle elementari, si tratta di una vita
media piuttosto lunga.
Far raggiungere a questi minuscoli astronauti velocità elevatissime non è un
problema: la massa di un muone è infatti piccolissima. Si deve disporre di quello

che viene chiamato un acceleratore di particelle. In poche parole, un tale
acceleratore è un dispositivo che genera un intensissimo campo elettrico. Siccome i
muoni hanno una carica elettrica che è uguale a quella posseduta da un elettrone, essi

vengono rapidamente sospinti fino a raggiungere velocità molto elevate, addirittura
poco inferiori a quella della luce.

A questo punto siamo pronti per illustrare un esperimento dal risultato veramente
importante.