L'elettrone positivo !

Anderson modificò così la camera di condensazione del rivelatore introducendo una lastra di piombo a metà. La foto che ottenne fu quella mostrata qui a fianco: osservando la traccia si può notare che il raggio di curvatura della traettoria nella zona sopra alla lastra è più piccolo ( ossia la traccia è più curva) rispetto a quello della traccia lasciata dalla particella nella zona inferiore. Conoscendo le leggi del magnetismo significa che la particella sotto è più veloce e sopra più lenta dunque senz'altro la particella entra nella camera dal basso con una certa velocità, come indicato dalla freccia, attraversando la lastra di piombo perde energia, e dunque  velocità, riemergendo nella zona superiore  rallentata. L'introduzione della lastra di piombo nel mezzo toglie qualunque dubbio sulla direzione di provenienza della particella e, con il campo magnetico che stava utilizzando Andreson la curvatura a destra era possibile solo se la particella era carica positivamente. Poichè il potere di ionizzazione della traccia era uguale a quella di un elettrone la foto di Anderson metteva in luce per la prima volta l'esistenza di un elettrone positivo : il positrone, come venne chiamato successivamente. 

In realtà la particella scoperta da Anderson era stata prevista qualche anno prima in un contesto completamente diverso da un giovane fisico britannico: Paul Dirac

Paul Dirac e la previsione teorica dell'antimateria

Alla fine degli anni '20 il non ancora trentenne Paul Dirac era impegnato a trovare una teoria in grado di descrivere il comportamento relativistico dell'elettrone: si trattava cioè di modificare le equazioni che Scrödinger aveva introdotto nel 1926 nell'ambito della neonata meccanica quantistica per descrivere il comportamento di particelle subatomiche, tenendo in considerazione anche i risultati che Einstein aveva prodotto nel 1905 che avevano mostrato che le leggi della meccanica devono essere modificate se la velocità delle particelle è prossima a quella della luce.   Questa ricerca portò il giovane scienziato alla formulazione della meccanica quantistica relativistica, teoria che attualmente descrive con successo il comportamento di tutte le particelle note. L'aspetto più affascinante, che lasciò sorpreso lo stesso Dirac, è che tale teoria prevede per ogni particella dotata di carica, l'esistenza di un'altra particella dotata di massa identica e carica opposta: quella che oggi chiamiamo antiparticella.

Ma allora le sole particelle note erano l'elettrone e il protone, per mezzo dei quali si poteva, apparentemente, descrivere tutto ciò che è materiale e dunque le idee di Dirac vennero accolte nell'ambiente scientifico con molto scetticismo. 

La teoria di Dirac trovò così la sua conferma sperimentale nella scoperta di Anderson e nel mondo della fisica entra a far parte l'antimateria.

Ulteriori conferme sperimentali

Se è vero che Anderson fu il primo ad identificare un positrone, toccò all'inglese Patrick Blackett e all'italiano Giuseppe Occhialini confermarne, senza ombra di dubbio, l'esistenza.

Blackett e Occhialini con la loro camera azionata dai contatori Geiger fotografarono nelle settimane successive alla pubblicazione di Anderson diverse tracce attribuibili a positroni confermando così la scoperta del positrone. 

Abbiamo visto precedentemente che proprio le misure di Blackett e Occhialini permisero anche di scoprire esistono i raggi cosmici primari, ossia le particelle che arrivano dal cosmo ed i raggi cosmici secondari, ossia le particelle prodotte dall'interazione dei raggi cosmici primari con l'atmosfera. 

L'insieme di queste due scoperte, positrone e sciami secondari, permisero di scoprire nei mesi successivi uno dei meccanismi alla base della formazione di sciami di raggi cosmici secondari: la formazione di coppie.

A questo sarà dedicata la prossima unità.