Ho deciso d'intervenire in questo thread non per prendere parte alla
discussione, che sarebbe fatica inutile, ma per un'altra ragione.
Grazie alla segnalazione di Bruniera, ho dato un'occhiata alle pagine
di Boschetto.
Non starò a farne un'analisi completa, che mi richiederebbe troppo
tempo. Molto sommariamente, ho visto un'esposizione più accurata della
media di ciò che si trova in internet, purtroppo inficiata da alcuni
gravi errori.
Qui voglio segnalarne uno, davvero grosso e purtroppo molto diffuso
(quindi le pagine di Boschetto sono solo un'occasione per parlarne).
Ecco le parole esatte di Boschetto:
"Purtroppo però l'equazione (4.2) [E=mc^2], oltre ad essere una delle
pietre miliari della Fisica del Novecento, ha anche un tragico
rovescio: costituisce infatti il fondamento teorico delle armi
nucleari, in grado di trasformare una piccola massa in un enorme
quantitativo di energia, che si libera con effetti catastrofici."
Come ho detto, si tratta di un'affermazione sbagliata quanto diffusa.
Ne parlai già 40 anni fa, nel mio "Dialogo sulla massa relativistica"
http://www.sagredo.eu/articoli/dialogo-mr.pdf
Ci sono tornato nel "Quaderno16"
http://www.sagredo.eu/Q16/lez14.pdf
ma da tempo non m'illudo più che i miei sforzi siano serviti a
qualcosa: di sicuro quell'idea, di legare le bombe nucleari all'eq. di
Einstein, mi sopravviverà, e pure a lungo.
A dire il vero, Boschetto racconta anche una versione molto lontana
dalla realtà storica riguardo all'intervento di Einstein. Non dirò
altro su questo punto, tanto più che basta un po' di buona volontà per
trovare molto materiale in internet.
Torniamo quindi alla questione fisica: relazione tra E=mc^2 e bombe
nucleari.
Quando si dice che la bomba è una conseguenza, una terribile
applicazione, dell'eq. di Einstein, si commettono un bel po' di
errori. Rimando ai due scritti che ho citato sopra per una discussione
più ampia; qui voglio solo sottolineare due diverse specie di errore:
uno di fisica e uno di logica.
Quello di logica è facile da esporre: è vero che per l'eq. di Einstein
una variazione di massa implica una variazione di energia, e quindi
quando si presenta un difetto di massa deve anche esserci dell'energia
diciamo "disponibile".
E' anche vero che nella fissione dell'uranio l'energia disponibile è
molta.
Ma la seconda cosa non discende dalla prima: non occorre conoscere la
relatività per osservare (sperimentalmente) quanta energia si libera
nella fissione.
E infatti che l'energia di legame per nucleone abbia un massimo per
nuclei medi (A attorno a 50-100) mentre è minore sia per nuclei
leggeri come per nuclei pesanti, era sicuramente noto da qualche anno.
Che si potesse produrre fissione di un nucleo di uranio fu una
scoperta del gruppo di Fermi a Roma, che però interpretarono male il
risultato.
Che si trattasse di fissione fu capito da Hahn e Strassmann. Mi pare
che Lise Meitner sia stata tra i primi a vedere la possibilità di una
reazione a catena.
Tutto questo con E=mc^2 *non c'entra*, mentre fu una base necessaria
per concepire e realizzare una bomba.
E non è nemmeno tutto: occorreva trovare dei nuclei fissionabili con
neutroni veloci (U-238 richiede neutroni lenti, e questa fu appunto la
scoperta quasi casuale di Fermi: la famosa vasca del pesci rossi").
Va bene l'isotopo 235, che però nell'uranio naturale è scarso, quindi
bisognava inventare un processo di arricchimento.
Poi c'è l'errore fisico: il difetto di massa non è caratteristica
esclusiva delle reazioni nucleari: è presente anche in qualsiasi
reazione chimica.
Anche in
2 H_2 + O_2 = 2 H_2O
la somma delle masse delle molecole finali è minore di quella
iniziale.
Lo sappiamo perché la reazione è esotermica, non perché qualcuno abbia
mai misurato il difetto di massa, che in termini relativi per una
reazione chimica è dell'ordine di un milione di volte inferiore che
per quelle nucleari.
La differenza è solo quantitativa, ma l'eq. di Eintein, essendo una
legge universale, vale in tutti i casi.
Quello che conta è *perché* le energie in gioco nelle reazioni nucleari
sono tanto più grandi.
La risposta che si dà di solito è che le forze nucleari sono molto più
intense di quelle elettriche, dominanti in atomi e nolecole.
Ma nemmeno questo è tanto vero, perché se calcolate l'energia
potenziale elettrostatica tra un protone e un elettrone a distanza
pari al raggio di un nucleo, troverete qualche MeV, quindi non diversa
dall'energia delle forze nucleari.
La vera differenza è che protoni e neutroni in uno stato stazionario
di un nucleo possono restare confinati in regioni dell'ordine di 1fm,
mentre un elettrone non può.
Questo perché un elettrone ha massa 2000 volte più piccola di un
nucleone (e qui interviene la m.q.).
Non approfondisco, ma quanto ho detto dovrebbe bastare per dimostrare
l'infondatezza del luogo comune che associa Einstein alla bomba.
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Elio Fabri