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Ettore Majorana e l'energia nucleare

Febbraio 18th, 2021 | by Marcello Colozzo |

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Ettore Majorana aveva forse intuito l'utilizzo dell'energia nucleare a scopi bellici? Per tentare una risposta dobbiamo analizzare le date cruciali per ciò che riguarda le varie scoperte scientifiche nel campo della fisica atomica. Prima del 1932 le uniche particelle subatomiche conosciute erano l'elettrone e il protone. Rammentiamo che fu il fisico Niels Bohr (1913) il primo ad elaborare un modello di atomo meccanicamente stabile (al contrario del modello di Rutherford). Gli anni immediatamente successivi furono caratterizzati dalla rivoluzione quantistica, grazie alla quale venne elaborato un modello autoconsistente.
A gennaio del 1932, in seguito agli esperimenti condotti dai Joliot-Curie, Majorana intuisce che in essi avevano inconsapevolmente scoperto il cosiddetto protone neutro, attualmente noto come neutrone. Prima della scoperta sperimentale di questa nuova particella subatomica da parte di Chadwick, Ettore aveva elaborato un modello di struttura nucleare, dove il nucleo era uno stato legato di protoni e "particelle fantasma" come scherzosamente le definiva:

Tuttavia Ettore non pubblica la sua scoperta (nonostante l'insistenza di Fermi). Fu Heisenberg che pubblicò un lavoro simile ma con delle imperfezioni. Nel 1933 Majorana va a Lipsia da Heisenberg, il quale per onestà intellettuale suggerisce a Ettore di pubblicare il suo articolo. (Nota. Fondamentalmente, neutroni e protoni compongono uno stato legato e le forze in gioco sono dovute a un tipico effetto quantistico (forze di scambio). Nella teoria di Heisenberg neutroni e protoni sono stati di carica distinti di una unica particella: il nucleone. La massa del protone è leggermente inferiore a quella del neutrone a causa di un effetto di natura elettromagnetica).
Nel 1934 il gruppo di Fermi inizia gli esperimenti nella famosa vasca dei pesci rossi, con la novità di utilizzare i neutroni come proiettili e non i protoni. Il bersaglio è costituito da nuclei di uranio. Nel frattempo Majorana si era allontanato dal gruppo di Fermi e probabilmente aveva interpretato in maniera corretta gli esperimenti (Il gruppo di Fermi aveva "scisso" il nucleo dell'atomo di uranio, e non prodotto nuovi elementi). Ciò si evince dal video precedente.

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Had Ettore Majorana guessed the use of nuclear energy for war purposes? To attempt an answer we must analyze the crucial dates for what concerns the various scientific discoveries in the field of atomic physics . Before 1932, the only known subatomic particles were the electron and the proton . Let us recall that it was the physicist Niels Bohr (1913) who first developed a mechanically stable model of the atom (as opposed to Rutherford's model). The years immediately following were characterized by the quantum revolution , thanks to which a self-consistent model was developed.
In January 1932, following the experiments conducted by the Joliot-Curies, Majorana sensed that they had unknowingly discovered the so-called neutral proton , currently known as neutron . Before the experimental discovery of this new subatomic particle by Chadwick , Ettore had developed a model of nuclear structure, where the nucleus was a bound state of protons and "ghost particles" as he jokingly defined them.
However Ettore does not publish his discovery (despite Fermi's insistence). It was Heisenberg who published similar work but with imperfections. In 1933 Majorana went to Heisenberg in Leipzig, who for intellectual honesty suggested that Ettore publish his article. (Note. Basically, neutrons and protons make up a bound state, and the forces involved are due to a typical quantum effect (exchange forces). In Heisenberg's theory, neutrons and protons are distinct charge states of a single particle: the nucleon. The mass of the proton is slightly lower than that of the neutron due to an electromagnetic effect).
In 1934, Fermi's group began the experiments in the famous goldfish tank, with the novelty of using neutrons as projectiles and not protons. The target consists of uranium nuclei. Meanwhile Majorana had moved away from Fermi's group and had probably interpreted the experiments correctly (Fermi's group had "split" the nucleus of the uranium atom, and did not produce new elements).

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