The 2,400-year search for the atom - Theresa Doud

La ricerca dell'atomo in 2400 anni - Theresa Doud

Traduttore: Stefano Garzotto Revisore: Ariana Bleau Lugo

What do an ancient Greek philosopher

Cosa hanno in comune, un filosofo greco,

and a 19th century Quaker

e un Quacchero del XIX secolo,

have in common with Nobel Prize-winning scientists?

con scienziati vincitori del Premio Nobel?

Although they are separated over 2,400 years of history,

Sebbene siano separati da più di 2400 anni di storia,

each of them contributed to answering the eternal question:

ognuno di essi ha contribuito a rispondere all'eterna domanda:

what is stuff made of?

di cosa sono fatte le cose?

It was around 440 BCE that Democritus first proposed

Era circa il 440 a.C. che Democrito per primo propose

that everything in the world was made up of tiny particles

che qualunque cosa nel mondo fosse fatta di piccole particelle

surrounded by empty space.

circondate dal vuoto.

And he even speculated that they vary in size and shape

E ipotizzò inoltre che variassero in forma e dimensioni

depending on the substance they compose.

in base alla sostanza che vanno a formare.

He called these particles "atomos," Greek for indivisible.

Chiamò queste particelle "atomi", dal Greco, indivisibile.

His ideas were opposed by the more popular philosophers of his day.

Le sue idee erano in contrasto con i più famosi filosofi dei suoi giorni.

Aristotle, for instance, disagreed completely,

Aristotele, per esempio, dissentì,

stating instead that matter was made of four elements:

affermando invece, che la materia era composta da quattro elementi:

earth, wind, water and fire,

terra, aria, acqua, e fuoco,

and most later scientists followed suit.

e più tardi gli scienziati seguirono l'esempio.

Atoms would remain all but forgotten until 1808,

Gli atomi rimasero dimenticati fino al 1808,

when a Quaker teacher named John Dalton sought to challenge Aristotelian theory.

finché un Quacchero di nome John Dalton contestò la teoria Aristotelica.

Whereas Democritus's atomism had been purely theoretical,

Mentre l'atomismo di Democrito era puramente teorico,

Dalton showed that common substances always broke down into the same elements

Dalton dimostrò che le sostanze comuni si scompongono sempre negli stessi elementi

in the same proportions.

e nelle stesse proporzioni.

He concluded that the various compounds

Concluse che i vari composti

were combinations of atoms of different elements,

erano combinazioni di atomi di elementi diversi,

each of a particular size and mass

ciascuno di particolare dimensione e massa

that could neither be created nor destroyed.

che non possono né essere creati, nè distrutti.

Though he received many honors for his work,

Anche se ricevette molte onorificenze,

as a Quaker, Dalton lived modestly until the end of his days.

come Quacchero, Dalton visse modestamente fino la fine dei suoi giorni.

Atomic theory was now accepted by the scientific community,

La teoria atomica era ora accettata dalla comunità scientifica,

but the next major advancement

ma il prossimo grande passo

would not come until nearly a century later

non sarebbe venuto fino quasi un secolo più tardi

with the physicist J.J. Thompson's 1897 discovery of the electron.

con il fisico J.J. Thompson che nel 1897 scoprì l'elettrone.

In what we might call the chocolate chip cookie model of the atom,

In quello che potremmo definire il modello del biscotto al cioccolato

he showed atoms as uniformly packed spheres of positive matter

dimostrò come gli atomi fossero sfere riempite uniformemente di materia positiva

filled with negatively charged electrons.

riempite di elettroni carichi negativamente.

Thompson won a Nobel Prize in 1906 for his electron discovery,

Thompson vinse il Premio Nobel nel 1906 per la sua scoperta dell'elettrone,

but his model of the atom didn't stick around long.

ma il suo modello dell'atomo non restò a lungo.

This was because he happened to have some pretty smart students,

Questo perché gli capitò di avere alcuni studenti piuttosto intelligenti,

including a certain Ernest Rutherford,

tra cui un certo Ernest Rutherford,

who would become known as the father of the nuclear age.

che sarebbe diventato noto come il padre dell'era nucleare.

While studying the effects of X-rays on gases,

Studiando gli effetti dei raggi X sui gas,

Rutherford decided to investigate atoms more closely

Rutherford decise di investigare gli atomi da più vicino

by shooting small, positively charged alpha particles at a sheet of gold foil.

sparando particelle alfa caricate positivamente attraverso una lamina d'oro

Under Thompson's model,

Sotto il modello di Thompson,

the atom's thinly dispersed positive charge

l'atomo disperde un filo di carica positiva

would not be enough to deflect the particles in any one place.

non sufficiente per deviare le particelle da qualche parte.

The effect would have been like a bunch of tennis balls

L'effetto sarebbe quello di palle da tennis

punching through a thin paper screen.

che colpiscono un sottile strato di carta.

But while most of the particles did pass through,

Ma mentre la maggior parte delle particelle passarono,

some bounced right back,

alcune rimbalzarono indietro,

suggesting that the foil was more like a thick net with a very large mesh.

suggerendo che la pellicola fosse più come una spessa rete a maglie larghe.

Rutherford concluded that atoms consisted largely of empty space

Rutherford concluse che gli atomi sono per lo più spazio vuoto

with just a few electrons,

con un po' di elettroni,

while most of the mass was concentrated in the center,

mentre il più della massa era concentrata nel centro,

which he termed the nucleus.

che chiamò nucleo.

The alpha particles passed through the gaps

Le particelle alfa passano fra i buchi

but bounced back from the dense, positively charged nucleus.

ma rimbalzano quando trovano

il nucleo più denso e carico positivamente.

But the atomic theory wasn't complete just yet.

Ma il modello atomico non era ancora del tutto completo.

In 1913, another of Thompson's students by the name of Niels Bohr

Nel 1913, un altro studente di Thompson, di nome Niels Bohr

expanded on Rutherford's nuclear model.

ampliò il modello nucleare di Rutherford.

Drawing on earlier work by Max Planck and Albert Einstein

Attingendo a precedenti lavori di Max Planck e Albert Einstein

he stipulated that electrons orbit the nucleus

stabilì che gli elettroni orbitano attorno al nucleo

at fixed energies and distances,

a determinate energie e distanze,

able to jump from one level to another, but not to exist in the space between.

in grado di passare da un livello all'altro,

ma non di esistere fra i livelli.

Bohr's planetary model took center stage,

Il modello planetario di Bohr fu essenziale

but soon, it too encountered some complications.

ma presto, incontrò alcune complicazioni.

Experiments had shown that rather than simply being discrete particles,

Gli esperimenti dimostrarono

che non sono semplicemente particelle discrete

electrons simultaneously behaved like waves,

ma gli elettroni si comportano, nello stesso tempo, anche da onde,

not being confined to a particular point in space.

non essendo confinate in un particolare punto nello spazio.

And in formulating his famous uncertainty principle,

E nel formulare il suo famoso principio di indeterminazione,

Werner Heisenberg showed it was impossible to determine

Werner Heisenberg mostrò l'impossibilità di determinare

both the exact position and speed of electrons

sia l'esatta posizione che la velocità degli elettroni

as they moved around an atom.

mentre girano attorno al nucleo dell'atomo

The idea that electrons cannot be pinpointed

L'idea che l'elettrone non possa essere individuato

but exist within a range of possible locations

ma che esista all'interno di una serie di possibili posizioni

gave rise to the current quantum model of the atom,

diede luogo al corrente modello quantistico dell'atomo,

a fascinating theory with a whole new set of complexities

un'affascinante teoria con una nuova serie di complessità

whose implications have yet to be fully grasped.

le cui implicazioni devono essere ancora pienamente comprese.

Even though our understanding of atoms keeps changing,

Anche se la nostra comprensione degli atomi continua a cambiare,

the basic fact of atoms remains,

il fatto di base degli atomi rimane,

so let's celebrate the triumph of atomic theory

quindi festeggiamo il trionfo della teoria atomica

with some fireworks.

con alcuni fuochi d'artificio.

As electrons circling an atom shift between energy levels,

Quando gli elettroni che circondano un atomo saltano fra livelli,

they absorb or release energy in the form of specific wavelengths of light,

assorbono o rilasciano energia sotto forma di luce a specifiche lunghezze d'onda,

resulting in all the marvelous colors we see.

con il risultato di tutti i meravigliosi colori che vediamo.

And we can imagine Democritus watching from somewhere,

E possiamo immaginare Democrito guardare da lontano,

satisfied that over two millennia later,

soddisfatto due millenni dopo,

he turned out to have been right all along.

di aver sempre avuto ragione.