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La curiosità del mese

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Avanti: Fermi!

La curiosità del mese di settembre 2009 a cura di Gabriele Ghisellini


Fig. 1 - Una famosa foto di Enrico Fermi alla lavagna, con uno sguardo sornione. Forse perchè sta guardando chi, dei presenti, si è accorto di un errore nella formula scritta alla lavagna. La costante di struttura fine α, infatti, non è come riportata sulla lavagna ma è α = e alla seconda / (h / 2π) c.
Fig. 1 - Una famosa foto di Enrico Fermi alla lavagna, con uno sguardo sornione. Forse perchè sta guardando chi, dei presenti, si è accorto di un errore nella formula scritta alla lavagna. La costante di struttura fine α, infatti, non è come riportata sulla lavagna ma è α = e2 / (h / 2π) c.

108 anni fa, il 29 settembre 1901, nasceva a Roma il nostro più grande fisico, Enrico Fermi.

Fig. 2 - Enrico e Laura Fermi, da giovani.
Fig. 2 - Enrico e Laura Fermi, da giovani.

A 21 anni si laureava all'Università e alla Scuola Normale di Pisa, a 25 vinceva la prima cattedra di fisica teorica in Italia, e nel 1938, a 37 anni, gli veniva assegnato il premio Nobel per "la scoperta di nuove sostanze radioattive appartenenti all’intero campo degli elementi e per la scoperta del potere selettivo dei neutroni lenti".
Intanto, in Italia, venivano promulgate le leggi razziali contro gli ebrei. Laura Capon, la moglie di Enrico, era di origine ebrea, e queste circostanze convinsero Enrico e Laura ad emigrare.
L’occasione fu la consegna del Nobel a Stoccolma, il 10 dicembre 1938. Il 24 dicembre, da Copenhagen, la famiglia si imbarcò per gli Stati Uniti, dove cominciò la seconda vita scientifica di Enrico, con la costruzione della prima pila atomica e il coinvolgimento nella costruzione della bomba atomica.
Fermi fu uno degli ultimi fisici completi, perchè era grande sia nella teoria che nel progettare e fare esperimenti.
Assolutamente eclettico, toccò con la sua mente da leggenda anche l’astrofisica, chiedendosi come si potevano accelerare i raggi cosmici (vedi curiosità di luglio 2009): ancora adesso parliamo di processi di accelerazione di tipo Fermi 1 e di tipo Fermi 2... L’anno scorso, in giugno, un satellite costruito da un consorzio di Paesi, guidati dagli Stati Uniti, è stato lanciato e battezzato Fermi in suo onore.
È un satellite che guarda il cielo non nella luce visibile, ma nei raggi gamma.
Questi "raggi" non sono altro che luce, come quella a cui siamo abituati, solo che è a frequenze molto più grandi. Piu grandi ancora dei raggi X, che usiamo per le radiografie.
Sono quindi più energetici e penetranti, e quindi potenzialmente più pericolosi: quando passano in una nostra cellula, possono spezzare i legami che tengono unite le molecole, e fare dei danni gravi.

Fig. 3 - Il "logo" del satellite Fermi. La f stilizzata simboleggia i due getti che fuoriescono dal nucleo di una galassia. Getti di questo tipo sono forti produttori di raggi gamma visti dal satellite Fermi.
Fig. 3 - Il "logo" del satellite Fermi. La f stilizzata simboleggia i due getti che fuoriescono dal nucleo di una galassia. Getti di questo tipo sono forti produttori di raggi gamma visti dal satellite Fermi.

Fortunatamente la nostra atmosfera ci protegge, ma questo vuole anche dire che, per guardare il cielo nei raggi gamma, bisogna andare oltre l’atmosfera, con un satellite.

Fig. 4 - Il satellite Fermi in fase di assemblaggio, a terra.
Fig. 4 - Il satellite Fermi in fase di assemblaggio, a terra.

Quello che si vede è molto diverso dal cielo a cui siamo abituati.
Infatti le sorgenti potenti nei raggi gamma sono associate a stelle compatte, come le stelle di neutroni che racchiudono tutta la massa del nostro Sole in una sfera di una decina di km di raggio, oppure ai getti di materia che fuoriescono dal centro di alcune galassie, nelle vicinanza di buchi neri mostruosi, pesanti miliardi di volte il nostro Sole.
E poi, circa una volta al giorno, saremmo accecati da un lampo, della durata di una decina di secondi, prodotto da una stella che muore a miliardi di anni luce di distanza, dando alla luce un nuovo buco nero.
Quasi tutte le sorgenti varierebbero molto, alcune fino a scomparire per giorni e poi ritornare ben visibili.
Se poi avessimo un modo per assegnare un colore a seconda dell’energia dei raggi gamma che vediamo (tipo blu per i più energetici e rosso per quelli meno) allora vedremmo sorgenti di tutti i colori, e qualcuna che addirittura da rossa diventerebbe blu e viceversa, e il tutto in poco tempo.
Non ci si potrebbe annoiare.
E infatti, da quando c’è un Fermi! nel cielo, non siamo mai stati così veloci nello studiare questo cielo...

Fig. 5 - Il cielo visto dal satellite Fermi. La striscia orizzontale nel centro dell’immagine corrisponde all’insieme di sorgenti poste nel piano della nostra Galassia. Si vedono poi, isolate, alcune sorgenti poste al di fuori della nostra galassia, anche a miliardi di anni luce di distanza. Credit: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration
Fig. 5 - Il cielo visto dal satellite Fermi. La striscia orizzontale nel centro dell’immagine corrisponde all’insieme di sorgenti poste nel piano della nostra Galassia. Si vedono poi, isolate, alcune sorgenti poste al di fuori della nostra galassia, anche a miliardi di anni luce di distanza. Credit: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration

Per saperne di più

Sito ufficiale satellite Fermi (pagina in inglese)
Il satellite Fermi - wikipedia
Il satellite Fermi scopre raggi gamma emessi da un nuovo tipo di sorgente cosmica: comunicato stampa INAF del 29 maggio 2009 (intervista a Luigi Foschini, INAF-Osservatorio Astronomico di Brera).

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