Paul Dirac è stato un pioniere degli studi sull’antimateria. Acclamato anche da Albert Einstein, definisce l’esistenza dell’antiparticella di elettrone, presupposto per le successive teorie sulla gravità repulsiva e sulla radiazione elettromagnetica

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L’antimateria è tutt’ora oggetto di studio intenso da parte della scienza. Ipotizzandone l’esistenza nel 1928 – come anti-particella dotata di carica positiva – Paul Dirac, fisico britannico nato a Bristol nel 1902, fu uno dei pionieri della scoperta dell’antimateria. Neanche trent’enne diede un contributo fondamentale alle teorie della meccanica e fisica quantistica sulle quali si basò la tipizzazione dell’antimateria. Lodato anche da Albert Einstein per le sue straordinarie qualità professionali unite ad una personalità introversa ed eccentrica, Paul Dirac realizzò che la soluzione alla versione relativistica dell’equazione di Schrödinger era appunto l’esistenza dell’antiparticella di elettrone dotata di carica positiva.

Le antiparticelle e la gravità repulsiva di Arthur Schuster

L’elettrone positivo fu dunque alla base degli studi sull’antimateria, il cui termine fu utilizzato in campo accademico per la prima volta nel 1898 da Arthur Schuster, che riteneva valida la possibile esistenza di un sistema solare dotato di gravità repulsiva, con caratteristiche opposte a quella attrattiva. Così come la gravità, le leggi fisiche che governano la gravità repulsiva sono presenti anche negli altri elementi della materia, come le particelle – antiparticelle – la carica elettrica, gli atomi – antiatomi, e le anti molecole.

Trasformazione della materia in radiazione elettromagnetica

L’effetto che provoca il contatto tra una particella e un’antiparticella viene chiamato annichilazione – ovvero la trasformazione della materia in radiazione elettromagnetica – nella composizione di fotoni a raggi gamma o in altre coppie multiple di particelle e antiparticelle. Una variante costante è invece è la quantità di energia totale generata da questo processo fisico, che segue il principio di conservazione massa/energia.

Il Delta di Dirac e gli anti-elettroni

Nel 1930, due anni dopo l’annuncio sull’esistenza dell’antimateria, Paul Dirac pubblicò le teorie degli operatori lineari come argomentazione delle formalizzazioni di Werner Heisenberg e Erwin Schrödinger e introdusse anche il Delta di Dirac, o distribuzione di Dirac, una funzione matematica generalizzata che dipende da un parametro il cui effetto sia uguale a nulla per tutti i valori dello stesso, ad eccezione dello zero.

Nel 1932, qualche anno dopo la scoperta di Dirac, Carl David Anderson confermò l’esistenza degli anti-elettroni, ovvero degli elettroni dotati di carica positiva, definendoli con il nome di positroni. Un anno più tardi Paul Dirac ricevette il premio Nobel per la fisica per il suo contributo alla scoperta di nuove e prolifiche forme di teoria atomica.

Paul Dirac: genio e personalità

Paul Adrien Maurice Dirac scompare a Tallahassee, in Florida, il 20 ottobre 1984. I suoi colleghi ed estimatori lo ricordano in un aneddoto divertente che riguarda un aspetto meno convenzionale di Paul Dirac. Si tratta di un episodio raccontato da George Gamow ad Arthur Koestler, che descrive l’opinione di Dirac rispetto alla lettura del romanzo Delitto e Castigo di Dostoevskij, in cui lo stesso Dirac afferma: “Niente male, ma in un capitolo l’autore ha fatto uno sbaglio. Ha raccontato che il sole è sorto due volte nello stesso giorno.”

Author: Claudia Sistelli

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