Figura 1 Da:Visualizzazione della quantizzazione dell'elettrone con un righello
I ricercatori dell'Università di Göteborg hanno osservato l'assorbimento di un singolo elettrone da parte di una gocciolina levitata con un ingrandimento tale da essere visibile ad occhio nudo e misurabile anche con un normale righello in scala millimetrica.
La materia nell'universo è composta da particelle elementari come gli elettroni, protoni, e neutroni. Loro sono ovunque, ma sono così piccoli che non sono visibili. Nel secolo scorso, i fisici hanno dimostrato l'esistenza di queste particelle attraverso diversi esperimenti, ma nella maggior parte dei casi, l'osservazione delle particelle è stata indiretta.
Gli elettroni sono una di queste particelle fondamentali. Nel 1909, Robert Millikan ha dimostrato che la carica dell'elettrone è quantizzata. In altre parole, esiste un minimo, importo indivisibile del canone. Lasciando cadere centinaia di goccioline cariche in un campo elettrico e quindi eseguendo un'analisi statistica del loro movimento, dimostrò che la carica dell'elettrone è quantizzata.
Un esperimento con una singola goccia levitata
"Ora, abbiamo creato una versione moderna di questo classico esperimento facendo levitare una singola goccia nell'aria usando un laser, "dice Javier Marmolejo, dottorato di ricerca presso il Dipartimento di Fisica dell'Università di Göteborg.
In questo esperimento, la quantizzazione della carica elettrica è direttamente visibile per la prima volta senza apparecchiature avanzate o una complessa analisi statistica.
"Abbiamo intrappolato una goccia usando un laser all'interno di un forte campo elettrico e abbiamo aggiunto singoli elettroni esponendola alla radiazione alfa. La goccia ha eseguito salti quantizzati ogni volta che ha assorbito uno o pochi elettroni. Ingrandendo l'immagine della goccia usando una singola lente , siamo stati in grado di vedere l'effetto dell'assorbimento di un singolo elettrone e di misurare i salti con un righello. Il punto luminoso si è spostato di circa un millimetro per ogni elettrone assorbito".
La goccia aveva un diametro di 29 micrometri, che corrisponde grosso modo allo spessore di un capello umano. Nonostante questo, contiene circa 3,7 x10 15 elettroni carichi negativamente.
"L'impresa è incredibile se si considera che l'effetto di aggiungere un singolo elettrone a una gocciolina che ne ha già 3, 700, 000, 000, 000, 000 è visibile ad occhio nudo."
Ora che è possibile vedere l'effetto di un singolo elettrone, emerge una nuova opportunità per comunicare meglio la scienza delle particelle elementari al grande pubblico, commentano i ricercatori.
