Angolo solido
A scuola impariamo che gli angoli si misurano in gradi sessagesimali (simbolo: °) e che l’angolo giro è di 360°. Nel tempo è stata introdotta un’altra unità di misura di angolo: il radiante (simbolo: rad), ossia il rapporto tra la lunghezza dell’arco di circonferenza sotteso dall’angolo in analisi e il raggio della circonferenza stessa. In questo modo, l’angolo retto diventa di π/2 radianti e l’angolo giro di 2π radianti.
Fino ad adesso abbiamo sempre parlato di angoli nel piano. Quando si aggiunge la terza dimensione, le descrizioni rimangono analoghe. Prendiamo, anziché una circonferenza, una sfera. Non avrà più senso parlare di angolo piano, ma di angolo solido, ossia il rapporto tra una regione appartenente alla superficie di una sfera e il quadrato del suo raggio. Anziché un angolo, si identifica un cono la cui apertura angolare si misura in steradianti (simbolo: sr).
Nel nostro caso, l’angolo solido è utile per identificare i raggi cosmici che arrivano con direzioni interne al cono identificato dal nostro rivelatore, definita come apertura angolare del rivelatore.
Angolo piano, solido, figura con apertura angolare cono rivelatore
Energia (Joule ed elettronvolt)
La fisica dei raggi cosmici e delle particelle introduce una nuova unità di misura per le energie in gioco, l’elettronvolt (simbolo: eV). Infatti, parlando del campo microscopico, un Joule di energia è un valore enorme per il singolo corpuscolo. Basti pensare che un peso da 100 g delle vecchie bilance, lasciato inavvertitamente cadere dal ripiano della cucina (altezza di circa un metro), colpisce il pavimento con un’energia di 1 Joule. L’elettronvolt corrisponde a 1,602 10-19 J. Per chi ha qualche nozione di elettromagnetismo: l’elettronvolt è definito come l’energia posseduta da un elettrone (di carica elettrica 1,602 10-19) accelerato da una differenza di potenziale di 1 Volt. Anche per questa nuova unità di misura valgono le regole di multipli e sottomultipli, ad esempio un’energia di un GeV (giga-elettronvolt) sarà un miliardo di elettronvolt (1 GeV = 109 eV). Per avere un’idea dell’ordine di grandezza, immaginiamo che a cadere dal piano della cucina sia una pulce (con una massa di 0.2 milligrammi), ebbene, la sua energia risulterebbe dieci mila volte maggiore di 1 GeV, ossia la milionesima parte di 1 Joule (circa 10-6 Joule = 10 TeV = 10000 GeV).
Nei raggi cosmici è stata osservata l’energia massima misurata per una singola particella, 1020 eV, corrispondente all’energia cinetica di una palla da tennis lanciata da un grande campione come Feder o Nadal.
