L’epopea di una manciata di fotoni

Baldacchino di S. Pietro

Credit: Il Poliedrico

Circa 15 milioni di anni fa nel nucleo del Sole, un gruppo di protoni riuscirono a superare la barriera coloumbiana di altrettanti loro simili fondendosi con questi.

    \[ \textsuperscript{1}H + \textsuperscript{1}H \rightarrow \textsuperscript{2}H + e\textsuperscript{+}+ \nu_{e} \]

Il nucleo di ogni stella però è formato in più o meno egual numero dei protoni (\textsuperscript{1}H) anche da elettroni (e), un tempo legati insieme a formare atomi di idrogeno (H). Per questo i positroni (e\textsuperscript{+}) hanno una vita molto breve: appena prodotti incontrano un elettrone e … bang! si annichiliscono con questi producendo 2 bei fotoni gamma da 1,02 MeV.

    \[ e\textsuperscript{+}+ e\textsuperscript{+}\rightarrow 2\gamma \]

Tutta questa energia viene assorbita dai protoni circostanti dando loro la forza necessaria per tentare di fondersi con altri protoni. Non sempre la fusione avviene e l’energia ricevuta viene riemessa per essere catturata da altri protoni, meno quella spesa nel tentativo di fondersi, è ovvio.
E così, con un lento processo di assorbimento e riemissione che può durare anche 15 milioni di anni, pian pianino i fotoni prodotti da quella lontana fusione raggiungono la superficie del Sole, stremati e spenti da quella fatica che è costata loro quasi tutta la loro energia 1.
Ma la loro strada non è ancora finita. Finalmente liberi dalla densa materia del Sole si tuffano giù in un’ultima folle corsa che dura poco più di 8 dei nostri minuti e si infrangono sotto i miei occhi sull’altare della Basilica di San Pietro, dopo aver attraversato le vetrate orientali della chiesa.

Sapere la natura del raggio di luce, come è nato e quando, comprendere la dualità onda-particella dei fotoni, la sua energia e tutto il resto, non svilisce la maestosità della scena che ho visto accadere sotto i miei occhi. Al contrario, me l’ha resa più bella e misteriosa nel suo accadere.
Tutta la scienza possibile può aiutarmi a comprendere come avvengono le cose che mi circondano; il perché io le possa osservare, no.

Buon Natale


Note:

 

Note:

  1. L’energia trasportata da un fotone nel campo della luce visibile (700 – 400 nm) è estremamente bassa: appena 2-3 elettronvolt.
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Umberto Genovese

Autodidatta in tutto - o quasi, e curioso di tutto - o quasi. L'astronomia è una delle sue più grandi passioni. Purtroppo una malattia invalidante che lo ha colpito da adulto limita i suoi propositi ma non frena il suo spirito e la sua curiosità. Ha creato il Blog Il Poliedrico nel 2010 e successivamente il Progetto Drake (un polo di aggregazione di informazioni, articoli e link sulla celebre equazione di Frank Drake e proposto al l 4° Congresso IAA (International Academy of Astronautics) “Cercando tracce di vita nell’Universo” (2012, San Marino)) e collabora saltuariamente con varie riviste di astronomia. Definisce sé stesso "Cercatore".

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