Un caffè col fisico

Coffee Break with… Dan Brown!

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Eccoci di nuovo in pausa caffè per mescolare senza pudore la letteratura e la cinematografia con la fisica.

E in materia di mescolamento (senza pudore non mi permetto di dirlo), il famosissimo Dan Brown ne sa qualcosa. Di lui avrete sicuramente letto per esempio “Il Codice Da Vinci“, il primo best seller dell’autore, anche se non la sua prima produzione in termini temporali.

Oggi, parlando di mescolamenti con la fisica, diamo appunto una sfogliata al primo thriller con protagonista il simbologista Robert Langdon, Angeli e Demoni. Dal libro è stato tratto anche un film, con Tom Hanks nel ruolo di Langdon e Ewan McGregor, nel ruolo del Camerlengo McKenna.

Si inizia, neanche a dirlo, al CERN, che fa da scenario a un omicidio e un furto.

Già queste due cose assieme al CERN hanno ben poca probabilità di accadere, ma d’altra parte che thriller sarebbe…

Del morto ce ne freghiamo, quello che ci interessa è ciò che viene rubato: un piccolo tubo contenente 1/4 di grammo di antimateria.

Sull’antimateria sapete già qualcosa, ne ho parlato durante una pausa caffè al CERN quando presentavo proprio degli esperimenti con fasci di anti-materia, ricordate?

Vi dicevo che l’anti-materia non è altro che la materia che conosciamo tutti e di cui siamo fatti, solo che con carica opposta. Dunque per esempio un protone avrà un compare negativo che si chiama anti-protone e un elettrone un compare positivo che si chiama anti-elettrone, o meglio detto positrone.

Perché interessa tanto a Dan Brown l’anti-materia? Perché l’anti-materia si annichila, cioè si distrugge, al solo contatto con la materia, liberando energia.

Voi direte, beh ma 1/4 di grammo non sarà mica una tragedia!

Eh, e invece sì, perché se usiamo per esempio la famosa legge di Einstein

E = mc^2

NS120907_Figure01

per avere una stima approssimativa dell’energia liberata troviamo che per

m= 0.25 grammi

c= 300000 km/s

Abbiamo un’energia di 45 triliardi di Joule, una roba comparabile alla bomba atomica esplosa su Hiroshima. Non si scherza!

Ci ha ingannati il peso che per la nostra esperienza è irrisorio, ma pensate per esempio a quanti antiprotoni possono esserci in 1/4 di grammo di antimateria. Anche questo conto, in maniera (molto) approssimativa, ma che dia l’idea dei numeri in gioco, si può fare semplicemente: assumiamo che il quarto di grammo che abbiamo sia composto solo di antiprotoni. Un antiprotone pesa come un protone, cioé circa 1.7 miliardesimi di miliardesimi di milionesimi di grammo. Facendo la semplice divisione

0.25 grammi / 0.000 000 000 000 000 000 000 001 7 grammi ~ 1 500 000 000 000 000 000 000 antiprotoni

Non pochi eh!

Ma si finisce presto di dare i numeri, perché l’accuratezza di Dan Brown si ferma qui (per fortuna).

Infatti ci sono un paio di problemi abbastanza banali riguardanti la possibilità che esista un tubetto con 1/4 di grammi di antimateria.

1) L’anti-materia è sostanzialmente assente in Natura.

Il perché di questo fatto è ancora praticamente sconosciuto a livello scientifico, anche se ci sono diverse teorie, ne ho parlato nell’articolo di cui sopra sui fasci di anti-materia. Un problema affascinante, riguardante il fatto che l’Universo è fortemente asimmetrico da questo punto di vista, preferendo la materia all’anti-materia senza che ve ne sia apparentemente nessuna ragione.

2) Produrre anti-materia in laboratorio è estremamente difficile e dispendioso in termini energetici.

Per produrla bisogna, appunto, far collidere fasci di materia a velocità molto elevate e le quantità prodotte sono molto piccole, pensate che si producono circa attorno ai 10 nano grammi di anti-materia in totale in un anno nei vari esperimenti sparsi per il mondo, 250 mila volte meno del famoso tubicino trafugato al CERN di Angeli e Demoni.

3) Non c’è nessuna possibilità di contenerla in un tubicino trasportabile.

L’anti-materia viene prodotta a grandi velocità, proprio perché a seguito di forti collisioni di fasci di materia. Le tecnologie odierne permettono di rallentarla e racchiuderla usando dei magneti ( la stessa idea viene usata nel libro ), non potendo racchiuderla entro delle pareti poichè a contatto con esse l’anti-materia annichilirebbe.

Le ultime frontiere sono quelle della produzione di atomi di anti-idrogeno, quindi neutri e quindi in grado di formare dei veri e propri “pezzi” di anti-materia, cosa non possibile nel caso di soli anti-protoni, poiché essendo della stessa carica, si respingono. Contenere atomi di anti-idrogeno in maniera stabile è difficile perché non si possono usare i magneti, essendo essi efficaci solo su particelle dotate di carica.

Nonostante tutti questi “se” e questi “ma”, l’idea del libro è affascinante e soprattutto ci riguarda da vicino, visto che la storia è ambientata quasi interamente a Roma (con qualche piccola inaccuratezza geografica nelle descrizioni della città, ma questa è un’altra storia).

Insomma, ai fisici (non tutti) alla fine non da poi così tanto fastidio che gli scrittori utilizzino ciò che studiano in maniera spesso inappropriata per farne dei film o dei libri (purché siano fatti bene), infatti libri come “Angeli e Demoni” ravvivano in qualche modo l’interesse per la scienza, che, a mio parere, non è mai abbastanza!

Bene, con questa frase di auto-propaganda direi che per oggi la pausa può concludersi e si può tornare al lavoro.

Alla prossima!

 

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