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FISICA/ Una parte su un milione: la precisione svizzera che piacerebbe a Fermi

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Enrico Fermi  Enrico Fermi
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Ad esempio, la carica elettrica di un singolo elettrone diventa tanto più grande quanto più l`elettrone viene visto da vicino, cioè quanto più potente è il microscopio con cui l'elettrone viene osservato. Infatti, l'indeterminazione implica che quello che appare come un singolo elettrone se visto da lontano, viene rivelato come un nugolo di particelle se osservato in sufficiente dettaglio. Questa dipendenza delle costanti di accoppiamento dalla distanza è calcolabile, sperimentalmente verificabile e diversa per le varie forze fondamentali.

 

Ciò apre un orizzonte affascinante: la possibilità che le tre costanti, e le tre forze che esse descrivono, si unifichino in una struttura unica a distanze sufficientemente piccole: cioè che le tre forze siano la manifestazione di un'unica forza fondamentale.

 

La determinazione sperimentale di ciascuna delle tre costanti fondamentali richiede un controllo del complesso quadro concettuale che lega ciò che si misura alla teoria in cui le costanti acquisiscono significato. Per la forza forte, le incertezze teoriche sono dominanti, e una accuratezza dell'uno o due percento è il massimo in cui si può sperare. Per la forza elettromagnetica, la teoria è nota con la surreale precisione di una parte su dieci miliardi (come sarebbe misurare la distanza tra la Terra e la Luna con l'accuratezza di mezzo centimetro), e le misure sperimentali hanno un'accuratezza di poco inferiore.

 

La costante di Fermi è un caso intermedio. L'accuratezza teorica sul fenomeno usato per determinarla - la disintegrazione del muone, un fenomeno molto simile alla disintegrazione radioattiva - è di quasi una parte su un milione. Un esperimento appena completato (MuLan) presso il laboratorio nazionale svizzero di fisica nucleare PSI (Paul-Scherrer Institut, alla periferia di Zurigo) ha permesso di usare fino in fondo questa teoria così precisa: l'osservazione di due miliardi di miliardi di disintegrazioni di muoni ha permesso di determinare la costante di Fermi con la precisione di quasi una parte su un milione.

 

Questi risultati possono sembrare un esercizio di precisione svizzera: in realtà, oltre ad essere un trionfo tecnologico, ci portano un passo più vicino alla comprensione dei meccanismi, ancora misteriosi, che sono alla base delle forze fondamentali, e forse ne spiegano l'origine comune.



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