Nei primi anni del Novecento i fisici avevano notato la presenza nell’atmosfera terrestre di particelle cariche elettricamente come elettroni e ioni positivi (atomi che hanno perso la carica negativa). Gli scienziati dell’epoca avevano intuito che la radiazione responsabile di questa ionizzazione era in parte dovuta alla radioattività naturale, tuttavia alcune misurazioni, tra le quali quelle effettuate dal fisico italiano Domenico Pacini, avevano mostrato come il livello di questa ionizzazione non era spiegabile con la sola radioattività naturale.
Le misurazioni del fisico e meteorologo italiano furono eseguite tra il 1907 e il 1911 e pubblicate sulla rivista “Nuovo Cimento” nel 1912. Pacini poté escludere l’origine terrestre delle radiazioni registrando la diminuzione della loro intensità in profondità nelle acque marine di Livorno e in quelle del lago di Bracciano.
Sulla base di questi studi (e di altri contributi minori) Victor Franz Hess, fisico austriaco naturalizzato statunitense, nato a Schloss Waldstein, il 24 giugno 1883 decise di vederci chiaro una volta per tutte. Dall’aprile del 1912 all’agosto del 1912 Hess ebbe l’opportunità di effettuare sette ascensioni in mongolfiera portando a bordo tre diversi strumenti di misura della radioattività (racchiusi in contenitori con pareti metalliche di spessori differenti per stimare l’effetto della radiazione beta).
La svolta avvenne con l’ultima ascensione, il 7 agosto del 1912, Hess raggiunse i 5 200 metri a bordo della mongolfiera “Böhmen” durante un viaggio di sei ore da Aussig, nella Boemia settentrionale, a Pieskow, un villaggio a una sessantina di chilometri a est di Berlino.
I risultati mostrarono chiaramente che la ionizzazione, dopo essere passata per un minimo, aumentava considerevolmente con l’altezza. Hess trovò che:
- immediatamente sopra al suolo la radiazione totale diminuisce leggermente;
- a un’altitudine fra i 1 000 e i 2 000 metri avviene una leggera ricrescita della radiazione penetrante;
- l’aumento raggiunge, a un’altitudine fra i 3 000 e i 4 000 metri, già il 50% della radiazione totale che si osserva al suolo;
- tra i 4 000 e i 5 200 metri la radiazione è più forte di oltre il 100% che al suolo.
Hess concluse che l’aumento della ionizzazione con l’altezza doveva forzatamente dipendere dal fatto che la radiazione proveniva dall’alto, che questa radiazione fosse di origine extraterrestre. Hess aveva scoperto i raggi cosmici, scoperta che gli valse il Premio Nobel per la Fisica nel 1936.
Qualche tempo prima dell’assegnazione del Premio Nobel ci fu una garbata polemica epistolare tra Hess e il nostro Pacini, a cui sembrava, giustamente, non fosse riconosciuto il suo prezioso contributo in questa importante scoperta.
Fonti:
alcune voci di Wikipedia
Le Scienze, marzo 2022, ed. cartacea
