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Settimanale di scienza e tecnologia Settimanale di scienza e tecnologia Dalla spanna alla precisione assoluta poli, un ellissoide di rotazione. La sua forma è alquanto a pera. Si tratta di un oggetto molto scomodo e irregolare, pochissimo adatto a essere usato come campione di lunghezza. Anche il metro di Parigi, se ben ricordo costruito in lega di platino ed iridio, ormai ha solamente valore storico. La fisica atomica ci regala standard immutabili, ben più precisi e meno costosi. Usando interferometri è possibile definire il metro come un certo multiplo, molto grande, di lunghezze d'onda emesse da atomi particolari (sono stati usati il cadmio e il mercurio). La luce emessa da un atomo è esattamente la stessa in ogni punto dell' universo osservabile, non si deteriora nel tempo, è dunque un campione perfettamente riproducibile. E in modo simile è molto meglio regolare i nostri orologi sugli standard atomici, ormai molto più pre¬ ra racconterà la s cisi del campione fornito dalla rotazione terrestre, in continuo rallentamento. Le unità di spazio e tempo, e quindi di velocità, sono quindi legate direttamente alla struttura atomica, di per sé universale, tramite fattori di conversione che invece sono convenzioni umane e rappresentano in ultima analisi le dimensioni umane rapportate a quelle atomiche. Se guardiamo alla fisica subatomica scopriamo un mondo in cui tutte le particelle viaggiano a una velocità che è una frazione sostanziale di quella della luce. La velocità della luce nel vuoto (c) vale circa 300000 km/sec e ha un significato universale, è una delle costanti fondamentali della fisica, come ci insegna la teoria della relatività. Si tratta di una velocità limite, raggiunta solo appunto dalla luce e forse dai neutrini; è possibile portare degli elettroni o del protoni fino a velocità che storia della metrologia sono poco al disotto di quella della luce (c) usando macchine acceleratricl sempre più grandi e costose. Come confronto un jet di linea è circa un milione di volte più lento della luce; per una persona che cammina 11 fattore sale a un miliardo. Dal punto di vista del mondo subatomico la velo- Sotto ognidi misure il offre gli cita c si presenta dunque come l'unità naturale di velocità, non sono gli elettroni ad andare veloci, siamo noi a essere straordinariamente lenti; il valore numerico altissimo di c nelle unità convenzionali non misura tanto il cammino della luce quanto il modo di operare umano. Meglio sarebbe stato scegliere le unità di lunghezza c di tempo in modo da dare un valore numerico decoroso e rotondo alla velocità c. Qualcosa si è fatto in proposito. Una idea interessante è quella di definire solamente il secondo, tramite un orologio atomico di altissima precisione, di fissare come convenzione la velocitàr'-."a luce e di defl'nlre il m».. o come il cam- i ricerca scientifica c'è l più possibile esatte: la i standard di maggiore mino della luce in una opportuna frazione di secondo. Possiamo infine citare alcune convenzioni in uso nell'astrofisica. Chiaramente è scomodo usare i centimetri per esprimere le distanze delle stelle. Si usano invece gli anni-luce, il percorso della luce in un anno, poco meno di 10.000 miliardi di chilometri, op- pure 11 parsec, abbreviazione di parallasse-secondo. Alla distanza di un parsec la distanza tra la Terra ed il Sole (unità astronomica) sottende un secondo d' arco. Un parsec vale quindi circa 200.000 unità astronomiche, paragonabili a 3,26 anni luce. Se usiamo come unità di lunghezza l'anno-luce e di un problema fisica atomica affidabilità tempo l'anno convenzionale scopriamo che la velocità della luce vale esattamente 1. Qualche lettore impaziente proverà a questo punto 11 desiderio di mentire qualcosa di più appetibile di un discorso sulle velocità. Se ho parlato di unità di misura è proprio perché ricevo in continuazione sudatlssime opere dei soliti I prossimi traguardi degli studi metrologici •solo Oev distribuito tra tutti gli atomi farebbe invece ridere. L'energia totale di un fascio di particelle che esce da un acceleratore non ha niente di sensazionale. Quello che conta è che questa energia è suddivisa tra pochissime particelle ciascuna delle quali può arrivare poco sotto 1 Tev (1 Tev - 1000 Gev - 1 teraelettrone-volt). L'elettrone-volt (ev), come dice il nome, è l'energia acquistata da un elettrone che scende lungo 11 potenziale di un volt. Un elettrone che passi dal polo negativo a quello positivo di una pila acquista dunque un'energia di pochi ev. Per impartire, con lo stesso sistema, all'elettrone un Tev, occorrerebbero circa un trilione di pile formanti una fila lunga circa 20 milioni di chilometri. Trovate questi discorsi difficili? Anch'io ho le mie difficoltà. Non riesco assolutamente a capire i misteri della bolletta dell'Enel. Perché non la facciamo divulgare al pari della fisica atomica? dilettanti in cui risultati sensazionali vengono viziati da imperdonabili sbadataggini; l'errore più comune è l'omissione delle unità di misura e 11 tenace convincimento che 1 fatidici 300.000 e altre costanti rappresentino chissà quale messaggio cabalistico. Il discorso fatto per le velocità si estende a quasi tutte le grandezze fisiche, siano esse l'energia, la carica elettrica oppure la costante di Newton. Solo il rapporto tra due grandezze fisiche dello stesso tipo è indipendente dalle convenzioni umane, è un numero puro (in gergo si dice .adimensionato»). 'Se qualcuno al box della Ferrari parla di 360 sul rettilineo indoviniamo subito l'unità di misura. Un testo scientifico dovrebbe essere alquanto più chiaro. Per un fisico atomico la stessa velocità varrebbe circa 0,00000033 c. L'elettrone-volt suona imponente, come unità di energia. Un film di fantascienza che ho avuto la sventura di vedere mostrava una portentosa macchina capace di sviluppare letteralmente «miliardi di elettroni volt». Occorre intenderci. Un miliardo di elettroni-volt (si chiama Gev o giga-elettrone-volt) non basta neppure a far alzare la zampa a una pulce. Un Gev diventa una energia rispettabile solo se si pensa di accumularla, come si fa negli acceleratori, su di una singola particella. Nel cilindro di un motore a scoppio la temperatura raggiunge alcune migliaia di gradi; questa corrisponde a una frazione di elettrone-volt per atomo; moltipllcata naturalmente per il numero di atomi, che è un numero di una ventina di cifre. Se fornissimo improvvisamente l'energia di un Oev a ciascun atomo nel motore questo esploderebbe còme una potentissima bomba atomica. Un Tullio Regge