LE PRIME MISURE

A conclusione di una serie di misure del tasso di ionizzazione in montagna, sulla superficie di un lago e sul mare Tirreno nel 1911 Pacini realizza un innovativo esperimento immergendo un elettroscopio in profondità nel tratto di mare antistante Livorno e poi nel mare di Bracciano, misurando una significativa diminuzione della radioattività in profondità rispetto alla superficie dimostrando così che senza dubbio un parte della radiazione arriva dall'alto.

Nella foto qui a fianco lo vediamo mentre effettua una misura nel maggio del 1910. Ma ripercorriamo passo passo la sua storia

Domenico Pacini nasce nel 1878 e si laurea in fisica a Roma nel 1902. Negli anni successivo studia la conducibilità elettrica nei mezzi gassosi sotto la supervisione del professor Alfonso Sella dimostrandosi uno sperimentatore molto serio. Questo campo di ricerca permise a Pacini di migliorare la sua conoscenza sulla strumentazione necessaria per misurare bassi livelli di ionizzazione e questo sarà fondamentale per il più importante argomento di ricerca: lo studio della ionizzazione atmosferica.

Tra il 1907 ed il 1909 effettua una serie di misure relative alla ionizzazione atmosferica a Roma, a Sestola, a Livorno sul Monte Velino e nella vallata sottostante e rileva lo stesso tasso di ionizzazione sopra il terreno e sopra il mare. A questo punto sorge la domanda: si sapeva già che il terreno contiene sostanze radioattive che possono produrre radioattività ambientale ma quale poteva essere la causa della radioattività sopra la superficie del mare ? Nelle misure che effettua nota anche forti fluttuazioni nell stesso luogo nei valori rilevati (fino ad un fattore 5) che difficilmente riesce a spiegare pensando alla crosta terrestre come unica sorgente di agenti ionizzanti.

Pacini prosegue il suo programma sperimentale di misure sistematiche della radiazione al suolo e sul mare. Esegue misure sul mar Tirreno vicino a Livorno, su una nave della Marina Militare Italiana, il cacciatorpediniere "Fulmine". Nella foto qui a fianco lo vediamo durante la prima missione a cui Pacini partecipò, nel 1907. 

Inizialmente pone un elettroscopio a terra ed uno a pochi chilometri dalla costa: le misure di ionizzazione mostravano che in mare la ionizzazione era 2/3 di quella a terra in contrasto con l'opinione dominante e supportando invece  l'idea che una parte non trascurabile della radiazione penetrante fosse indipendente dall'emissione del suolo.

Nel Gennaio del 1911 Pacini conclude, non senza coraggio, in una sua pubblicazione "dai risultati qui ottenuti appare che una parte non piccola della radiazione penetrante presente nell'aria, e in modo particolare quella che è soggetta ad oscillazioni anche notevoli, ha origine indipendente dall'azione diretta delle sostanze attive contenute negli strati superiori della crosta terrestre".


GLI ESPERIMENTI DI PACINI DEL 1911

L'esperimento decisivo fu però quello effettuato nel Giugno del 1911, durante sette giorni di misure in acque profonde del mare Tirreno di fronte all'Accademia Navale di Livorno. Questo esperimento merita un posto importante nella storia della fisica in quanto introduce per la prima volta la tecnica di misurazione della radiazione sott'acqua. Pacini mise infatti a punto una tecnica per misurare l'intensità della radiazione in profondità racchiudendo l'elettroscopio in una scatola di rame per poterlo immergere alla profondità di 3 metri dalla superficie del mare. 

Eseguì l'esperienza a 300 metri dalla costa livornese, nello stesso luogo dell'anno precedente. Con lo stesso dispositivo eseguì nuove osservazioni trovando conferma che la radiazione si attenuava di circa il 20% in profondità, in linea con l'assorbimento da parte dell'acqua di una radiazione proveniente dall'esterno. 

Pacini fu quindi in grado di mettere in evidenza che nelle condizioni in cui erano state condotte entrambe le esperienze "l'azione della superficie e quella del fondo erano trascurabili. La spiegazione sembra essere che, a causa del potere assorbente dell'acqua e della quantità minima di sostanze radioattive in mare, l'assorbimento della radiazione proveniente dall'esterno avviene, dunque, quando l'apparecchio è immerso”.

Gli stessi risultati furono confermati da ulteriori misure effettuate quattro mesi dopo sempre da Pacini nelle profondità del lago di Bracciano

In questo stesso periodo, Hess stava studiando l'andamento della radiazione con l'altezza scoprendo che l'elettroscopio si scaricava più velocemente con l'aumentare dell'altitudine. Questi risultati confermavano quanto Pacini stesso aveva scoperto nell'ultima serie di osservazioni riguardo l'esistenza nell'atmosfera di "una sensibile causa ionizzante, con radiazioni penetranti, indipendente dall'azione diretta delle sostanze radioattive nel terreno”. 

Fonti: Alessando De Angelis "L'enigma dei raggi cosmici"

Ultime modifiche: giovedì, 7 gennaio 2016, 20:19