Dai neutrini ai neutroni
Non ho potuto non cedere alla tentazione di scrivere questo post dopo aver letto l’interessantissimo resoconto di Teresa Celestino della sua settimana a Grenoble. Ebbene sì, oggi parlerò di neutroni, anche perché credo che a tutti gli insegnanti di Fisica sia successo di ricevere nei giorni scorsi la seguente domanda “prof: i neutrini e i neutroni? Che differenza c’è?” soprattutto nelle prime classi.
Materiale didattico on line
Ho pensato di reperire in rete un po’ di materiale didattico utile allo scopo e soprattutto di facile consultazione (brevità inclusa).
Per cominciare ecco una pagina web sui neutroni a cura dell’Infn (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) che distingue fra neutroni termici, lenti, veloci e ad alta energia e che riassume i vari tipi di processi nucleari che si possono originare dall’interazione di un nucleo con un fascio di neutroni (compresa la fissione nucleare). Poi passerei a una pagina divulgativa di taglio storico sul sito di torinoscienza, che narra del programma di ricerca di Enrico Fermi e Rasetti dopo la scoperta del neutrone da parte di James Chadwick nel 1932, intitolata Fermi e i neutroni lenti. Sui neutroni lenti consiglio anche la pagina in italianodel sito dell’Università di Chicago dedicato a Enrico Fermi. Sulla scoperta del neutrone è molto utile il breve post del prof. Luigi Pappadà del liceo scientifico “Da Vinci” di Maglie (Le).
Per capire come si generano i fasci di neutroni, consiglio la voce sorgenti di neutroni nella pagina dell’enciclopedia on line di Sapere.it insieme alla pagina web di Daniele Pontiroli, ricercatore presso il dipartimento di Fisica dell’Università di Parma.
Per una sintesi in italiano sulle tecniche di diffrazione di neutroni, elettroni e radiazione di sincrotrone mi affido alla pagina del progetto francese di mineralogia “Euromin”.
Immagine: NASA/AEI/ZIB/M. Koppitz and L. Rezzolla
Stelle di neutroni
Dalla biologia molecolare all’astrofisica: eccoci in un balzo (di qualche anno luce) alle stelle di neutroni!
«Questi stranissimi astri sono il risultato dell’evoluzione di stelle di massa pari a qualche volta quella del Sole. Come abbiamo visto, mentre gli strati esterni della stella vengono spazzati via, il nucleo di ferro collassa su se stesso in modo violento.
Nelle stelle piccole, la contrazione del nucleo cessa quando la pressione degli elettroni all’interno diventa così forte da controbilanciare la pressione degli strati esterni; ma nella nostra stella la pressione è troppo grande: il collasso prosegue fino a modificare addirittura la struttura degli atomi al suo interno!» così si legge sulle belle pagine del Planetario virtuale dell’Osservatorio astronomico di Padova.
«La materia che forma le stelle di neutroni è così densa che il contenuto di un cucchiaino da the peserebbe decine e decine di milioni di tonnellate» dal seguente dizionario on line.
Per agganciare l’attualità (e l’immagine che ho inserito in questo post) si possono vedere gli studi di simulazione al computer sulla collisione fra stelle di neutroni nel seguente video: “Lo studio ha realizzato la più ampia modellizzazione del fenomeno mai compiuta – che ha richiesto ben sette settimane di tempo macchina su uno dei più efficienti supercomputer, quello dell’Albert Einstein Institut (AEI) a Potsdam – in Germania – che ha permesso di ricostruire i primi 35 millisecondi di questo tipo di catastrofe cosmica.
La ricerca – pubblicata sulle Astrophysical Journal Letters – è stata diretta e condotta principalmente dagli italiani Luciano Rezzolla, direttore di ricerca al Max-Planck-Insitut per la fisica gravitazionale, Bruno Giacomazzo, attualmente all’Università del Maryland, a College Park, e Luca Baiotti, all’Università di Osaka” (aprile 2011). Il video è in inglese, per non perdere l’esercizio 
Infine un’altra notizia molto interessante che risale al mese di febbraio: l’ Inaf-Ifsi (Istituto Nazionale di Astrofisica / Istituto di fisica dello Spazio Interplanetario) di Roma ha realizzato un rivelatore di neutroni “portatile” che si monta in appena due ore! Per ora serve alla rivelazione dei raggi cosmici, ma le sue applicazioni potrebbero interessare sia il campo medico sia quello del controllo ambientale della radioattività. Per noi docenti è un’ottima notizia: potremmo avere, in un futuro forse non così lontano, perfino un rivelatore di raggi cosmici in laboratorio, per uso didattico: non male come prospettiva! Ulteriori informazioni in questo articolo.
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