Concetti Chiave
- La ricerca dei costituenti ultimi della materia ha origini antiche e continua ancora oggi, evolvendo con nuove scoperte e teorie.
- Gli atomi, ritenuti inizialmente i mattoni fondamentali dell'universo, hanno dimostrato di avere una struttura interna complessa.
- Con l'avanzare della fisica, particelle considerate elementari hanno rivelato una struttura interna, modificando il concetto di elementarità.
- La scoperta del positrone, la prima antiparticella, ha rivoluzionato la comprensione della materia, confermando le previsioni di Paul Dirac.
- Il positrone, individuato da Carl David Anderson, ha la stessa massa e spin dell'elettrone, ma con carica elettrica opposta, ampliando il concetto di antimateria.
Indice
La ricerca delle particelle
La ricerca delle parti ultime e indivisibili della materia, iniziata dai filosofi greci, continua ininterrotta ancora oggi. Verso la fine del XIX secolo si credette di aver trovato nei costituenti chimici delle molecole i "mattoni fondamentali" dell'universo, che essendo ritenuti corrispondenti ai corpuscoli elementari e immutabili di Democrito furono chiamati atomi (dal greco dtomos, "indivisibile"). Presto, tuttavia, si vide che non meritavano tale nome.
Evoluzione del concetto di elementarità
Dopo il 1945 furono considerate elementari le sempre più numerose particelle che venivano scoperte nei laboratori dei fisici. Molte di queste unità di materia hanno poi mostrato di possedere, invece, una struttura interna. Poiché, dunque, l'elementarità rappresenta un concetto in continua evoluzione, essa deve essere definita in relazione ai limiti delle nostre conoscenze e attribuita a ogni corpuscolo di cui al momento non sia nota la struttura.
Inoltre le particelle elementari non devono essere intese, in senso democriteo, come entità indivisibili e immodificabili, in quanto possono trasformarsi ed essere create l'una dall'altra.
Complicazioni nella teoria delle particelle
Fino ai primi anni Trenta del XX secolo tutta la materia-energia conosciuta poteva essere descritta mediante quattro particelle: il protone, l'elettrone, il neutrone e il fotone.
Tale schema aveva già cominciato a complicarsi con la teoria della relatività, che affermava la possibilità di creare particelle da altre particelle, e in seguito con la previsione di Paul Dirac circa l'esistenza delle antiparticelle, un duplicato (ma non identico) delle unità che costituiscono la materia ordinaria. Il risultato di Dirac, dedotto da un'equazione da lui stesso elaborata per collegare la relatività alla meccanica quantistica, fu confermato dalla scoperta, nel 1932, dell'antielettrone, o positrone. Questo primo esempio di antimateria, di massa e spin uguali a quelli dell'elettrone, ma di carica elettrica opposta, fu individuato dallo statunitense Carl David Anderson (1905-1991) nei raggi cosmici che arrivano da tutte le direzioni sulla Terra.
Domande da interrogazione
- Qual è stato il contributo di Paul Dirac alla comprensione delle particelle elementari?
- Come è cambiata la concezione delle particelle elementari nel tempo?
- Chi ha scoperto il positrone e in quale contesto?
Paul Dirac ha previsto l'esistenza delle antiparticelle, un duplicato delle unità che costituiscono la materia ordinaria, confermato dalla scoperta del positrone nel 1932.
La concezione delle particelle elementari è cambiata con la scoperta di nuove particelle e la comprensione che molte di esse possiedono una struttura interna, rendendo l'elementarità un concetto in continua evoluzione.
Il positrone è stato scoperto da Carl David Anderson nel 1932 nei raggi cosmici, confermando la previsione di Dirac sull'esistenza delle antiparticelle.
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