Domenico Pacini 100 anni di raggi cosmici

Grazie all'interessato lavoro del noto Professor Alessandro De Angelis (vedi riquadro a lato), si può affermare oggi che a Domenico Pacini sono stati riconosciuti a livello internazionale i giusti meriti per i suoi studi parallelamente a Victor Hess per le indagini poste in atto sulla provenienza della radiazione misurata a terra agli inizi del 20° secolo.

Gli studi sulla radioattività iniziano gia nel 1895, col lavoro di Röntgen e Becquerel, ma è solo grazie al lavoro di Madam Curie che nel primo decennio del '900 si iniziava a distinguere i tre tipi di "raggi", i beta gli alfa e i gamma.

Le conoscenze sull' atomo erano limitate a protone e neutrone, era noto che i raggi beta fossero elettroni e che gli alfa producessero gas di elio, mentre i gamma radiazione elettromagnetica non deviata dai campi magnetici.

L'approccio di D. Pacini per lo studio della radiazione era basato su misure fatte sul terreno, sulla superficie di laghi e mari e poi in profondità, in seno alle acque come scrive lui sul Nuovo Cimento del 1911.

Grazie al fatto che la marina militare aveva messo a disposizione un cacciatorpediniere per gli scienziati, potè organizzare diverse uscite per le sue ricerche, purtroppo le guerre hanno fatto perdere molte tracce del suo lavoro.

Cacciatorpediniere Fulmine

Come nel caso di Hess le misurazioni venivano rese possibile grazie ad elettroscopi di varia natura prodotti appositamente ad esempio da: -Ebert -Elster e Geitel - Wulf - per le misure di radiazione basate sul radio o sul torio due degli elementi allora più noti per la loro natura radioattiva. Conoscendo la carica dell'elettroscopio, misurandola ad esempio con bilancia elettrostatica di torsione, e sapendo il volume (nel caso di strumenti a camera chiusa) si può risalire al numero di atomi ionizzati al secondo (radiazione). In natura un elettroscopio isolato e caricato non ha motivo di perdere la sua carica, a meno che molecole d'aria cariche quindi ionizzate interagiscano con lo strumento, era ed è quello che si osserva, lo scopo era allora di capire da dove provenisse tale azione ionizzante sulle molecole nell'aria misurata ovunque.

Elettroscopio (Wulf)

L'ipotesi più accreditata era la presenza del radio o di altri elementi nella crosta terrestre che rilasciando radiazione, ionizzava le molecole d'aria. A D. Pacini veniva logico supporre che allontanandosi dalla crosta terrestre quindi ad esempio in mare aperto tale radiazione dovesse diminuire.

Pacini iniziò le sue ricerche sulla superficie del nel mare antistante l’accademia navale di Livorno nel 1908, sulla superficie non ottenne misurazioni decisive, un po come succedeva a V. Hess nei primi voli in pallone, fu nel 1910 che ebbe l'idea di calare sotto il livello del mare gli strumenti per le misure. Notò che la radiazione diminuiva, i risultati vennero confermati dopo qualche mese anche nel lago di Bracciano.

Pubblica i risultati nel 1912 sul Nuovo Cimento. Apre e chiude il suo articolo dichiarando che parte non trascurabile della radiazione misurata nell'aria ha origine indipendentemente dalle sostanze attive contenute nella crosta terrestre.

Nella sua nota cita il fatto che sul mare si avverte una diminuzione generale della radiazione, riscontrando però grosse oscillazioni, cita il caso anche di Simpson e Wright che nel 1911 a bordo del "Terra Nova" della spedizione del capitano Scott diretta in Antartide fecero delle misure analoghe ottenendo valori leggermente superiori ai suoi ma sempre con grandi fluttuazioni.

Per quanto riguarda i dati più significativi, ovvero le misure condotte a 3 metri sotto il livello del mare la riduzione appare ben evidente:

3h sulla superficie - perdita di carica misure in Volta								Media
13.2	12.2	12.1	12.6	12.5	13.5	12.1	12.7	12.6 pari a 11 ioni per cm 3/Sec.
3h sotto il mare - perdita di carica misure in Volta
10.2	10.3	10.3	10.1	10.0	10.6	10.6		10.3 pari a 8.9 ioni per cm 3/Sec.

La nota conclusiva della sua pubblicazione: "cioè che esista nell'atmosfera una sensibile causa ionizzante, con radiazioni penetranti, indipendente dall'azione diretta delle sostanze radioattive del terreno", fa pensare che fosse sulla buona strada per la scoperta dei raggi cosmici.
Bisogna riconoscere infatti che fu Victor Hess il primo a dimostrare la provenienza dall'alto della radiazione, così come bisogna riconoscere che costui ebbe anche la fortuna di vivere in un contesto politico istituzionale molto più "solido".

E' giusto ricordare anche che ci furono grosse discussioni sulle dichiarazioni di Hess, che si protrassero per diversi anni, erano pochi a credere, nonostante i fatti, che la radiazione potesse avere origini extraterrestri. Nel 1936 Hess ricevette il premio Nobel condiviso (non con Pacini come sarebbe stato logico) ma con C.D. Anderson per la scoperta del positrone.

 

REFERENCE:

Il Nuovo Saggiatore

UNIUD

Il Nuovo Cimento serie VI Tomo III

http://physik.uibk.ac.at/museum/en/electr_12.html

 

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