Negli anni tra il 1911 e il 1913, V. Hess fisico Austriaco effettua i suoi voli e le sue ricerche con palloni aerostatici perchè aveva intuito che la radiazione rilevata al suolo poteva provenire dallo spazio, armato solamente di particolari elettroscopi, decolla per la prima volta nel 1911.

Tramite i suoi rilevamenti, dimostrò che la radiazione aumentava all'aumentare dell'altitudine, provando che l'origine non poteva essere terrestre.

Scopre così i raggi cosmici, tale scoperta gli fa guadagnare nel 1936 il premio nobel per la fisica.

Le sue pubblicazioni conclusive risalgono al 1912, per cui ufficialmente nel 2012 cade il centenario della scoperta dei raggi cosmici.

 

Il riassunto seguente è tratto dal racconto (di grande valore storico che fa rivivere i momenti emozionanti della scoperta di Hess) "Una strana radiazione dall’alto" scritto dal fisico John Kraus, noto ai radioastronomi, e autore di numerosi testi di radioastronomia.
Lo trovate in versione integrale nella newsletter n° 4.

L'avventura di Victor Hess inizia nel 1911, a bordo di palloni ascensionali gonfiati ad idrogeno, aveva deciso di salire in quota spinto da una sua intuizione.

Per molti anni gli scienziati si sono arrovellati sul fatto che un elettroscopio perde gradualmente la sua carica nonostante sia accuratamente isolato. Dopo la scoperta della radioattività si comprese che la debole emissione presente normalmente nel suolo terrestre era sufficiente a far perdere la carica all'elettroscopio. Per dimostrare questo fatto, qualche scienziato l'anno prima dalla torre Eiffell ed anche a bordo di palloni effettuò alcune misure, se la radiazione proveniva da terra, allontanandosi avrebbe dovuto diminuire, tuttavia i risultati non erano convincenti poichè la radiazione rimaneva pressochè invariata.

Hess utilizzò gli elettroscopi modificandoli in camere di ionizzazione per renderli più sensibili, dalla velocità con cui un elettroscopio perde la sua carica, si può valutare il livello di radiazione. Sfruttando questo principio e supportato dalla Accademia reale delle scienze di Vienna, fece una decina di voli, inizialmente pensando che la radiazione provenisse dal sole, ma i risultati rilevati in un volo durante un eclisse totale, esclusero definitivamente tale possibilità.

Il suo intuito e la sua convinzione lo spinsero però a proseguire per raggiungere quote sempre maggiori finchè il 7 Agosto 1912 raggiunse la quota di 5350 metri. Durante questa missione, su uno dei suoi tre strumenti, la ionizzazione al terreno era di circa 12 unità, ad un’altitudine di 1000 mt. sciese a 10, ma a 2000 mt. si alzò ancora a 12 . A 3500 mt. il livello di ionizzazione si innalzò a 15 e più sorprendentemente, a 5000 mt. raggiunse più di 27 unità, che era il doppio del valore a terra!

Nel suo rapporto pubblicato in quello stesso anno nella Physikalische Zeitschrift ha affermato, “I risultati delle osservazioni indicano che raggi di grande forza di penetrazione, stanno entrando nella nostra atmosfera dall’alto”.

Inizialmente si pensava che questi 'raggi' potessero essere onde elettromagnetiche come i raggi X, solo di un tipo più penetrante. In seguito, comunque è stato dimostrato essere particelle materiali e non onde: protoni - nuclei di atomi di idrogeno - e nuclei di atomi pesanti almeno come l’uranio, spesso con una enorme energia e potenza di penetrazione, che bombardano la terra inesorabilmente. Nel 1936 Victor Hess ricevette il premio Nobel per la sua scoperta dei raggi cosmici.

L'osservatorio di Raggi cosmici a Hafelekar

Nel 1931 Hess decise di costruire un piccolo osservatorio per i raggi cosmici sul monte Hafelekar in austria a 2300mt. L'osservatorio è situato in uno chalet in legno esattamente sulla vetta del Nordkette. Gli strumenti sono posizionati su colonne in calcestruzzo in una sala di 4,5mt x 4,5mt..
Le camere di ionizzazione sono circondate da 10cm di piombo in modo da isolare i raggi gamma terrestri, dai raggi cosmici.
Il principale apparato consiste in una camera di ionizzazione cilindrica di 22,6 litri contenete anidride carbonica ad una pressione di 9,5atm. collegata ad un apparato di registrazione.
Nel 1968 sono stati aggiunti dei rilevatori di muoni e di neutroni. L'osservatorio è tuttora in funzione ed i dati registrati vengono inviati al World Data Center A, al Solar-Terrestrial Physics (Boulder Colorado), B (Moscow/Russia) e C2 (Tokyo/Japan).

Hafelekars Links:

physik.uibk.ac.at

www.uibk.ac.at

plan.html

Biografia

Victor Franz Hess nacque il 24 giugno 1883, a Waldstein Castle, vicino Peggau in Steiermark, Austria. Suo padre, Vinzens Hess, era una guardia forestale al servizio del principe Öttingen-Wallerstein e sua madre era Serafine Edle von Grossbauer-Waldstatt. Hess riceve tutta la sua istruzione a Graz: Gymnasium (1893-1901), e successivamente all'Università di Graz (1901-1905), dove prende il dottorato nel 1910.

Lavora, per un breve periodo, presso l'Istituto di Fisica di Vienna, dove il professor von Schweidler lo introduce nelle recenti scoperte nel campo della radioattività. Durante il 1910-1920 è assistente di Stephan Meyer, presso l'Istituto del Radio Research dell'Accademia delle Scienze di Vienna. Nel 1919 riceve il Premio Lieben per la sua scoperta dell '"ultra-radiazione" (radiazione cosmica), e l'anno dopo diventa professore straordinario di Fisica Sperimentale presso l'Università di Graz. Dal 1921 al 1923, Hess ha una cattedra senza obbligo di insegnamento, e lavora negli Stati Uniti, dove prende un posto come direttore del laboratorio di ricerca (creato da lui) della US Radium Corporation, a Orange (New Jersey), e come fisico di consulenza per il Dipartimento degli Interni (Bureau of Mines), Washington DC.

Nel 1923 ritorna all'Università di Graz e nel 1925 viene nominato Professore Ordinario di Fisica Sperimentale. Nel 1931 arrivò la nomina a professore dell'Università di Innsbruck e direttore del neonato Istituto di Radiologia. Ha fondato la stazione a monte Hafelekar (2.300 m), vicino a Innsbruck per osservare e studiare i raggi cosmici. Prende quindi il premio Nobel nel 1936, che ha condiviso con CD Anderson, Hess si aggiudica anche l'abate Memorial Prize e la Medaglia abate dell' Istituto Carl Zeiss Jena (1932), era anche membro corrispondente dell'Accademia delle Scienze di Vienna.

Il lavoro di Hess, che gli valse il premio Nobel, è stato effettuato negli anni 1911-1913; ha pubblicato negli atti dell'Accademia delle Scienze di Vienna e inoltre ha pubblicato una sessantina di quaderni e diversi libri, tra cui i più importanti sono stati: "Die Wärmeproduktion des Radiums " (La produzione di calore di radio), 1912; "Konvektionserscheinungen in ionisierten Gasen-Ionenwind" (Convection phenomena in ionized gas-ionwinds), 1919-1920, "La misurazione dei raggi gamma", 1916 (con RW Lawson), "Il conteggio di particelle alfa emesse dal radio", 1918 (anche con RW Lawson); Elektrische Leitfähigkeit der und ihre Atmosphäre Ursachen (libro), 1926 (in inglese: la conducibilità elettrica dell'atmosfera e delle sue cause, 1928); Ionenbilanz der Atmosphäre (L'equilibrio di ionizzazione dell'atmosfera - libro), 1933; Luftelektrizität (elettricità dell'aria - libro, con H. Benndorf), 1928; "Lebensdauer ionen der in der Atmosphäre" (la vita media degli ioni in atmosfera), 1927-1928; "Intensität der Schwankungen in kosmischen Strahlen den" (fluttuazioni di intensità nei raggi cosmici), 1929-1936.

Hess è stato cittadino americano dal 1944, ed ha vissuto a New York.

Tratto da: "Nobel Lectures, fisica 1922-1941 editrice Elsevier Amsterdam 1965

Victor F. Hess morì il 17 dicembre 1964.

Riferimenti:

John Kraus, A Strange Radiation from Above , North American AstroPhysical Observatory (NAAPO), Cosmic Search: Issue 5, (Volume 2 Number 1; Winter (Jan., Feb., Mar.) 1980), 20-22
http://www.bigear.org/CSMO/HTML/CS05/cs05p20.htm

"Victor F. Hess - Biography". Nobelprize.org. 1 Jan 2011 http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1936/hess-bio.html

Le immagini di questa pagina sono state tratte da:

http://www.aps.org/publications/apsnews/201004/physicshistory.cfm
http://www.lngs.infn.it/lngs_infn/immagini/public/educational/hess1.gif

 

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