Em 1943, numa cave do Liceu Virgílio em Roma, uma série de investigações sobre raios cósmicos começaram e culminaram com as famosas "Experiências Conversi-Pancini-Pigeon" (1946).
Isto marcou uma fase muito importante na história da física. Luis Alvarez, em sua palestra com o Nobel em dezembro de 1968, escreveu:
"Na minha opinião pessoal, gostaria de dizer que a física de partículas moderna começou nos últimos dias da Segunda Guerra Mundial, quando um grupo de jovens físicos italianos, Conversi, Pancini, Piccioni, que estavam em Roma escondidos pelas forças de ocupação alemãs, começou uma experiência de extraordinária importância. "
Nos anos 30, um interesse particular foi dirigido ao estudo dos raios cósmicos ( alta - partículas de energia que se movem no espaço) e foi nesses anos que Hideki Yukawa, um jovem físico então pouco conhecido, publicou um artigo que se tornou um clássico neste campo: "Sobre a interação de Elementary" Partículas". Aqui ele previu a existência de uma partícula, o méson, mediador de fortes interações nucleares. Tal partícula, de acordo com os cálculos de Yukawa, não podia ser observada diretamente em interações nucleares porque a energia necessária para a sua produção não estava disponível em nenhum laboratório do mundo. Uma fonte de energia alta é na verdade os raios cósmicos. Então, em 1937 Neddermeyer e Anderson descobriram, com a ajuda de uma câmara de nevoeiro, que as partículas penetrantes da radiação cósmica tinham uma massa intermediária entre a de um elétron e a de um próton. Eles tinham acabado de descobrir o mesotrone ou, como é chamado hoje, muone. Estimativas teóricas de massa e vida média feitas por Yukawa levaram-no a identificar o mesotron dos raios cósmicos com o méson que ele teorizou, e por algum tempo confirmou esta suposição incorreta.
A lua poderia ter carga elétrica positiva ou negativa e já em 1940 entendeu-se que se tratava de uma partícula instável com uma vida média de poucos microssegundos (o microssegundo corresponde a um milionésimo de segundo), mas eles não tinham sido capazes de obter uma medida direta desta vez. Entretanto, na Itália, Marcello Conversi e Oreste Piccioni começaram a trabalhar juntos, construindo com as próprias mãos novas ferramentas para realizar as medidas necessárias. Em particular, os dois desenvolveram circuitos eletrônicos rápidos e coincidência, usando contadores Geiger para revelar a passagem de partículas. Lembrei-me do Conversi:
“Pigeons e eu, quando no final de 1941 decidimos trabalhar juntos, tivemos entretanto a determinação direta da vida média do mesotrono. Piccioni, com alguns anos a mais de experiência do que eu, tinha um profundo conhecimento e um grande entusiasmo pela eletrônica, e a maior parte do desenvolvimento que se seguiu deveu-se à sua grande competência e engenho neste campo. ”
Mesmo que o mérito seja dividido igualmente em dois, como Piccioni lembrou por sua vez: “Marcello (Conversi) fez eletrônica com cuidado e competência supremos”.
Tudo isto aconteceu no pano de fundo da Segunda Guerra Mundial. Em julho de 1943, Roma foi declarada cidade aberta, mas os alemães resistiram até o fim e os aliados bombardearam a cidade com vários tiros. Todo o equipamento de Conversi e Pombos foi, portanto, transferido com uma carroça para um porão do Virgílio Liceo, um lugar mais próximo do Vaticano e, portanto, considerado mais seguro de possíveis ataques. Eduardo Amaldi, que estava na função de diretor do laboratório de física, deu “uma mensagem de encorajamento e teste de amizade” ajudando no transporte daqueles bens preciosos que mais tarde foram utilizados para a descoberta da família de um novo grupo de partículas elementares: os léptons. Roubando as palavras de Giorgio Salvini: "Meus queridos amigos, poder de entender, hoje, que carroça foi essa?! ”.
É nesse clima de tensão constante, com o risco de ser pego e deportado para os campos alemães, que as buscas continuam. Na primavera de 1944, eles conseguiram medir a vida média dos mortos. Na Itália, foi a primeira demonstração da existência da partícula prevista por Yukawa. Dada a impossibilidade de comunicar com os colegas, mesmo depois de Bruno Rossi, um dos maiores especialistas na área dos raios cósmicos, ter conseguido obter um valor um pouco mais preciso. Rossi mais tarde comentou:
“Depois da guerra, aprendi que enquanto Nerenson e eu estávamos trabalhando confortavelmente nas proximidades da Universidade Cornell, dois colegas italianos, Marcello Conversi e Oreste Piccioni, desafiando as condições duras prevalecentes em Roma sob ocupação alemã, conseguiram completar uma experiência cuidadosamente projetada e extremamente elaborada para medir, Como nós, a vida média de mesotrons em repouso. O resultado deles foi absolutamente correto, dentro dos limites da incerteza estatística. ”
Os dois foram posteriormente juntados por Ettore Pancini, que tinha estado envolvido nos anos anteriores na frente da Resistência, que propôs algumas melhorias no aparelho experimental que levaram a uma nova descoberta: a teoria de capturar Tomonaga e Araki. Esta teoria fortaleceu ainda mais a teoria de que o múon era na verdade o méson teorizado pelo físico japonês, estava satisfeito com o ferro. Essencialmente, Tomonaga e Araki concluíram que, devido à carga elétrica positiva do nuclear, a captura das luas e o declínio espontâneo dependeriam da sua carga. Em outras palavras, os múons positivos, devido à repulsão colombiana, não interagem com o núcleo e têm tempo para decair, enquanto os múons negativos devido à atração colombiana são imediatamente absorvidos. E isto deve ser válido para qualquer núcleo em que o múon é formado, sejam elementos pesados ou leves.
Conversi, Pancini e Pigeons então repetiram o experimento usando carbono em vez de ferro e perceberam que ambas as luas, não apenas as positivas, mas também as negativas, escaparam da captura nuclear de carbono e decaíram em elétrons. Foi simplesmente maravilhoso.
As notícias, através de Amaldi, chegaram imediatamente a Fermi, que começou a confrontar outros físicos teóricos, como Weisskopf e Teller, concluindo que o múon não poderia ser a partícula de Yukawa. Os três italianos tinham identificado "um convidado inesperado" na selva de partículas elementares, abrindo o caminho para o estudo da nova família chamada leptons. A reação do físico Isaac Isidor Rabi, que saudou esta descoberta com a pergunta "quem encomendou isto? ”.
Em junho de 1947, Marshak e Bethe vieram a suposição vencedora: o méson Yukawa é produzido na atmosfera alta e durante décadas numa nova partícula, o múon, que é observada ao nível do mar. O primeiro é aquele que hoje é chamado de pione ou meson Pi e cuja descoberta também foi tomada por Beppo Occhialini.
Essa foto, muito desfocada, retrata um verdadeiro pedaço da história: Marcello Conversi e Oreste Piccioni no porão da escola Virgílio alta Créditos por INFN mi
