Le particelle solitarie: breve panoramica su scienza e tecnologia del vuoto

Il vuoto viene spesso utilizzato nella pratica industriale per permettere la realizzazione di manufatti di diversissima natura.

L’uomo e il vuoto

Si può senza dubbio affermare che il vuoto rappresenti un fenomeno fondamentale nella tecnica, in quanto è utilizzato in molti processi industriali, chimici e non solo. Se esso per secoli ha rappresentato concettualmente un’aporia logica (si pensi alla teoria dei vortici nell’etere del filosofo e matematico francese Renè Descartes per giustificare il moto dei corpi celesti nello spazio), il progresso della fisica moderna è strettamente legato a fenomeni studiati tramite la generazione del vuoto spinto. Nel XVII° secolo, il fisico tedesco Otto von Guericke, in una serie di esperimenti, diede dimostrazione pratica degli effetti di questo fenomeno, realizzando una camera cava con due calotte emisferiche da cui veniva aspirata l’aria con una pompa pneumatica: gli emisferi non potevano più essere separati dalla forza di due gruppi di cavalli in tiro (una curiosità: per il terzo principio della dinamica, sarebbe bastato utilizzare un solo gruppo di cavalli, vincolando opportunamente la seconda estremità).

In aiuto ai vari filosofi che, a livello teorico, non accettavano il vuoto, possiamo subito dire che, effettivamente il vuoto assoluto rappresenta un concetto non meno astratto dello zero termodinamico nella scala della temperatura assoluta. Persino nello spazio infatti è stato comunque possibile rintracciare un numero infinitesimo di particelle che si aggirano per le vacuità siderali.

Il vuoto è sempre conseguito secondo una certa tolleranza e grado di accettabilità, che dipende dai mezzi con cui viene conseguito. Per questo, le pompe per la “produzione” del vuoto sempre più sofisticate e precise, raggiungendo gradi di vuoto sempre più spinto. Questo per soddisfare le più disparate esigenze. A titolo di esempio basti citare il vecchio sistema a tubi catodici, nel quale il vuoto è necessario per il funzionamento dell’apparecchio o la produzione delle lampade a incandescenza, il cui processo di creazione del vuoto venne brevettato dall’italiano Arturo Malignani nel 1894. Tra gli studi più recenti invece ricordiamo gli acceleratori di particelle. In generale, comunque, nella fisica nucleare il vuoto è necessario per diminuire l’incidenza di collisioni tra particelle.

 

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