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A risolvere questo problema ci pensò nel 1932 il fisico inglese James Chadwick (1891 -

1974), con la scoperta dei neutroni, aventi circa la stessa massa del protone, ma privi di
carica.
Anche a Chadwick, per la scoperta del neutrone, fu conferito il
premio Nobel per la fisica, nel 1935.
L’atomo ora è finalmente composto da tre tipi di particelle ele-
mentari: i protoni, dotati di una carica elettrica positiva; gli elet-

troni, che possiedono una carica negativa; e i neutroni, che sono
privi di carica.
Protoni e neutroni sono stipati nel nucleo, mentre gli elettroni
ruotano intorno a esso.
Il numero di protoni è quello che conferisce all’atomo la sua
identità chimica. Essi non influiscono sull’identità di un atomo ma contribuiscono solo a
determinare la sua massa.
Il numero dei neutroni in genere è circa lo stesso dei protoni, anche se può variare leg-

germente per eccesso o per difetto.
Aggiungendo o sottraendo uno o due neutroni a un atomo si ottiene un isotopo.
Il nucleo è piccolissimo, giacché occupa solo un milionesimo di un miliardesimo dell’intero
volume di un atomo, ma è incredibilmente denso, contenendo quasi tutta la sua massa.
L’elettrone, però non orbita intorno al nucleo come un pianeta attorno al Sole, ma ha
l’aspetto di una nuvola.
Per spiegare che cosa tenesse assieme gli atomi, nel 1930 furono introdotte due nuove

forze: l’interazione nucleare forte e l’interazione nucleare debole.
La prima serve a tenere assieme gli atomi; la seconda è responsabile di alcuni tipi di de-
cadimento radioattivo.
L’influenza di queste due forze potentissime, però, si esercita solo sulle piccolissime di-
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stanze .
I fisici iniziarono a studiare i “raggi cosmici” già nel 1911, stabilendo che doveva trattarsi
di una forma di radiazione elettromagnetica costituita da particelle, aventi una forza di
penetrazione tale che parte di essa avrebbe potuto attraversare lastre di piombo spesse

anche qualche metro.
Ma non sono ancora riusciti a scoprire da dove vengano e cosa dia loro origine.
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Questa nuova particella, chiamata positrone , era stata prevista dal fisico teorico Paul
Dirac, in quanto, in base ad un’analisi matematica delle proprietà delle particelle subato-
miche, sarebbe risultato che ogni particella dovesse avere un’antiparticella di pari massa
ma di carica opposta.

Quando il positrone, si scontra o si accoppia con un elettrone, si annichiliscono, resti-
tuendo raggi gamma.

77 Circa un centesimo di millesimo del diametro di un atomo.
78 Il positrone nasce quando un protone del nucleo diventa neutrone, perdendo la sua carica positiva, che viene liberata sotto
forma di un positrone veloce. Nel procedimento contrario, quando cioè il neutrone si tramuta in un protone, viene rilasciato
un elettrone. Perdere una carica negativa equivale ad acquistare una carica positiva e viceversa.
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