Page 153 - Un fisico in salotto

E se vogliamo osservare un elettrone?

Torniamo a parlare di bocce lasciando stavolta che con quella da bowling ci
giochino i nostri amici. Che succede se la boccia con la quale abbiamo a che fare è
molto più piccola? Non limitiamoci a una pallina con la quale abbiamo giocato da
bambini; consideriamo una pallina molto, molto più piccola ancora: un elettrone.
Abbiamo di fatto a che fare con gli elettroni in ogni momento della giornata, anche

se non li vediamo e non ce ne preoccupiamo: gli elettroni sono infatti le minuscole
particelle che scorrono nei fili elettrici di casa per l’illuminazione, per far
funzionare gli elettrodomestici e per far girare il famigerato contatore della luce! Gli
elettroni sono poi quelli che, lanciati proprio come una boccia da bowling nel tubo
catodico, ‘disegnano’ le immagini sullo schermo del nostro televisore.
Potremmo dunque pensare di osservare proprio gli elettroni nel tubo catodico per
vedere che traiettoria descrivono nel loro breve viaggio all’interno del televisore.

Tra l’altro, in un tubo catodico gli elettroni viaggiano a velocità dell’ordine di
trenta o quarantamila chilometri al secondo. Velocità assolutamente confrontabili
(anche se inferiori, naturalmente) con la velocità della luce. Nella progettazione di
un televisore occorre dunque tenere conto degli effetti previsti da Einstein. Ecco che
abbiamo la Teoria della Relatività anche tra le pareti di casa!
Come per la boccia da bowling, per osservare un elettrone dovremmo quantomeno

‘illuminare il campo’, per così dire.
Stavolta l’oggetto che vogliamo osservare è piccolissimo. Una boccia da bowling
pesa parecchi chili, ma un elettrone pesa una frazione infinitesimale di grammo.
Quanto? Il peso è più o meno questo: 0,0000000000000000000000000091 grammi.
Spero di non essermi sbagliato a digitare tutti questi zeri sul mio computer, mentre
sto scrivendo! Del resto, uno zero in più o uno in meno farebbe differenza?
E allora a questo punto si può forse intravvedere a quali problemi andiamo

incontro se vogliamo osservare la traiettoria di un elettrone.
Illuminare un qualsiasi oggetto significa di fatto investirlo con una grande quantità
di fotoni.
Quando ero studente di fisica, una mia amica mi chiese una volta: «I fotoni sono le
molecole della luce?» Le dissi di sì, anche se sapevo che la mia risposta non era

proprio del tutto rigorosa. Ma, in effetti, diciamo pure che questa risposta è
accettabile.
Come spesso accade, noi non possiamo rendercene conto direttamente; ma quando
un oggetto è illuminato dal Sole o da una lampadina elettrica, sappiamo che esso è
sottoposto a una vera e propria ‘pioggia’ di fotoni che rimbalzando sull’oggetto
stesso raggiungono il nostro occhio e determinano quella che è dunque la visione di
quell’oggetto.
Ci sembra che la luce fluisca con continuità, un po’ come l’acqua di un fiume che è

una quantità apparentemente omogenea. Ma sappiamo che la pala di un mulino è di
fatto investita da una miriade di molecole, una distinta dall’altra che, urtando la pala,
ne producono la rotazione. E, come l’acqua fluisce molecola per molecola,