Volume 1

1. Le particelle beta, (radiazioni beta), hanno carica negativa e possiedono proprietà identiche a quelle degli elettroni: massa 0 e carica elettrica = 1. L emissione di una particella beta determina la seguente trasformazione del nucleo dell atomo: un neutrone (massa = 1 e carica = 0) viene trasformato in un protone (massa = 1 e carica = +1); come conseguenza l emissione di una radiazione beta non comporta una modificazione del numero di massa del nucleo, aumenta il numero atomico di un unità. Per esempio, dall emissione di una radiazione beta dal nucleo del torio -234 (elemento radioattivo) si ha la seguente reazione nucleare: 234 Th 90 0 1e + 234 Pa 91 MODULO F Figura 15.3. Tecnico all opera per la misura della radioattività ambientale. Problem solving Cosa si ottiene alla fine del processo radioattivo di un elemento? (15.1) Il simbolo 0 1 e rappresenta una particella beta ( ), cioè un elettrone. Come si può osservare dalla reazione 15.1, il torio-234 (23490Th possiede 90 protoni e 144 neutroni) dopo il decadimento radioattivo (l emissione di una particella beta) si trasforma in un atomo di protattinio-234 (23491Pa possiede 91 protoni e 143 neutroni). 2. Le particelle alfa, (radiazioni alfa), hanno carica positiva e possiedono proprietà identiche ai nuclei di atomi di elio 42He: massa = 4 e carica = +2. A BREVE LA SCOPERTA DELLA PARTICELLA DI HIGGS? Gli studi e le ricerche si susseguono con frenesia. Forse non è lontana la scoperta della particella di Higgs, colei che permetterebbe di spiegare l origine della massa di tutte le particelle, e quindi di tutto ciò che ci circonda ha scritto in un recente articolo apparso sul quotidiano La Stampa Davide Vite dell Università di Ginevra. L apparizione della massa ha dato forma all universo, rompendone la simmetria iniziale e permettendo la creazione di particelle diverse, di strutture complesse e di asimmetrie. Ad esempio ha proseguito nella sua esposizione Vite l elettrone che tutti conosciamo è accompagnato da due altre particelle, il muone e il tau, instabili alle nostre energie e dotate di proprietà simili, con carica identica ma con masse molto diverse. La particella di Higgs è l anello mancante per le teorie più attuali di fisica delle alte energie. Il fisico Leon Lederman, premio Nobel nel 1988, l ha addirittura definita particella di Dio , ritenendola responsabile delle proprietà delle particelle elementari. Gli esperimenti vanno avanti e ad essi lavorano numerosi ricercatori di tutto il mondo; i risultati ottenuti vengono continuamente discussi e aggiornanti. In particolare tre dei quattro esperimenti disposti intorno all anello lungo 27 chilometri del grande acceleratore di elettroni e positroni Lep ha scritto ancora Davide Vite hanno trovato alcuni eventi, cioè fotografie, di collisioni fra elettroni e positroni di alta energia, che potrebbero indicare la produzione di una particella di Higgs con una massa pari a circa 120 volte quella di un protone . Il nome Higgs è stato attribuito alla particella riferendosi a Peter Higgs, famoso fisico teorico dell Università di Edimburgo, città dove è nato nel 1929. 195 U. 15 - La chimica nucleare Il processo della radioattività naturale è stato scoperto, quasi per caso, nel 1896 dallo scienziato francese Henry Becquerel, durante studi su alcuni sali di uranio. Nel 1898, Marie e Pierre Curie isolarono un elemento fortemente radioattivo, il radio. Nel 1903 venne assegnato il Premio Nobel per la Fisica congiuntamente ai Curie e a Becquerel. La radiazione naturale, emessa da un atomo radioattivo, può essere separata in tre componenti (radiazione alfa, radiazione beta e radiazione gamma) da un campo elettrico o magnetico (Fig. 15.2).