Page 131 - Un fisico in salotto

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 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. Sappiamo infatti che esiste un limite alle velocità che si
possono ottenere applicando una forza a una particella materiale e che questa
velocità limite è proprio quella della luce.
A questo punto siamo pronti per illustrare un esperimento dal risultato veramente
importante.
Supponiamo di lanciare un muone a una velocità che è 99/100 di quella della luce,
cioè 297.000 chilometri al secondo. La vita media di un muone è di 2 milionesimi di

secondo e quindi ci aspettiamo che, dal momento della ‘nascita’ a quello del
decadimento, il muone percorra, in media:

297.000 Km/s × 0,000002 s = circa 0,6 Km = 600 metri

Se facciamo l’esperimento, troviamo che il muone percorre invece circa 4 chilometri
e 200 metri. Come è possibile? Un tale percorso avrebbe richiesto una vita media
del muone circa 7 volte più lunga. Ma attenzione! Questo è uno dei grandi trionfi

della Teoria della Relatività di Einstein!
Se ripensiamo un momento alla ‘fantascientifica’ relatività del tempo, sono
proprio 4,2 chilometri e non 600 metri che ci dobbiamo aspettare poiché il muone,
osservato nel nostro laboratorio, ha effettivamente vissuto per un tempo sette volte
più lungo e cioè circa 14 milionesimi di secondo. Ce ne possiamo rendere conto

facendo un raffronto con quanto è accaduto ai gemelli: l’astronauta è invecchiato di
otto anni e mezzo mentre per noi, fermi sulla Terra, è passato un tempo molto più
lungo (vent’anni). Altrettanto, il muone ‘volando’ nel nostro laboratorio è
invecchiato di 2 milionesimi di secondo mentre per noi che siamo rimasti fermi a
osservarlo è passato un tempo molto più lungo.
Verifiche del genere avvengono continuamente, nei laboratori di fisica. Questo per
dire che le previsioni della relatività sono in perfetto accordo con quello che si

osserva sperimentalmente. Altro che fantascienza!