scintillatore plastico al polistirolo la cui composizioneerastirolo:p-terfenile:POPOP:1 kg1 0 g0,3 gDa questo impianto furono prodotti i moduliper il rivelatore per muoni posto sul tetto dell'Istitutoche rimase in funzione fino alla metaÁdegli anni '80. L'impianto fu poi sfruttato dall'INFNper costruire gli scintillatori plastici utilizzatiin vari esperimenti al CERN e a Frascati.Gianni Puppi si eÁ occupato anche <strong>di</strong> aspettiastrofisici dei raggi cosmici 2 ).Negli anni 1994-1999 il Gruppo Raggi Cosmici<strong>di</strong> Bologna conduceva ricerche ed osservazionisulla componente «mollissima» dei raggi cosmicia <strong>di</strong>verse latitu<strong>di</strong>ni ed altezze me<strong>di</strong>anterivelatori a scintillazione con cristalli <strong>di</strong> NaI. Inquel periodo accadeva che si incontrasse Puppiin Dipartimento. Come sua abitu<strong>di</strong>ne Gianni siinformava sulle ricerche in atto e sui risultati.Una volta, ci rivolse l'incitamento a rifare e ricontrollarei suoi risultati sul bilancio energetico,anche me<strong>di</strong>ante l'ausilio dei nuovi meto<strong>di</strong> estrumenti <strong>di</strong> calcolo elettronico e delle nuoveconoscenze sulle particelle elementari: non eracontento <strong>di</strong> avere lasciato dei calcoli che nontornavano completamente.Da allora le attivitaÁ <strong>di</strong> ricerca sui raggi cosmicisono continuate utilizzando rivelatori via via piuÁcomplessi, sia in superficie che in alta quota,nello spazio e sottoterra.Bibliografia1) G. PUPPI eN.DALLAPORTA, Progress in Cosmic RayPhysiscs,vol. I North Holland, Amsterdam) 1951, cap. VI.G. PUPPI, Suppl. Nuovo Cimento 10 1953) 115.G. PUPPI, Progress in Cosmic Rayand Particle Physiscs,vol. III North Holland, Amsterdam) 1951, cap. VI.2) G. PUPPI,G.SETTI eL.WOLTJER, Nuovo Cimento, 45 1966)252.RELAZIONIDIDISPERSIONEPIONE-NUCLEONEE LA «PUPPI-STANGHELLINI DISCREPANCY»22LUCIANO BERTOCCHIDipartimento <strong>di</strong> <strong>Fisica</strong> Teorica, UniversitaÁ <strong>di</strong> Trieste e INFN, Sezione <strong>di</strong> TriesteNell'anno accademico 1955/56 piuÁ <strong>di</strong> 50 annifa!) stavo frequentando a Bologna il quarto annodel Corso <strong>di</strong> Laurea in <strong>Fisica</strong>.Tre erano stati i docenti che avevano caratterizzatomaggiormente il mio corso <strong>di</strong> stu<strong>di</strong>:Protogene Veronesi nel corso <strong>di</strong> <strong>Fisica</strong> 1 allaprima lezione si era presentato in aula con il camicebianco ed una canna <strong>di</strong> bambuÁ ; appoggiata lacanna nell'angolo dell'aula, aveva esor<strong>di</strong>to cosõÁ:«questo eÁ un sistema <strong>di</strong> assi cartesiani, e questo eÁun vettore». Magistrale!); Giuseppe Cocconi, chestava tenendo a noi studenti del quarto anno uncorso allora modernissimo <strong>di</strong> <strong>Fisica</strong> Nucleare peroltre trent'anni ho tenuto a Trieste un corso <strong>di</strong><strong>Fisica</strong> Nucleare modellato su quello <strong>di</strong> Cocconi,anche se ovviamente aggiornato e modernizzato).E, appunto, Giampiero Puppi, che al terzo annoaveva tenuto un corso <strong>di</strong> <strong>Fisica</strong> Superiore, checopriva l'elettro<strong>di</strong>namica classica, la relativitaÁ equella che in seguito sarebbe <strong>di</strong>ventata l'astrofisica,nel suo stile inimitabile: enunciare uncerto numero <strong>di</strong> evidenze sperimentali, dedurnedegli andamenti fenomenologici, e da questi trarrela legge fondamentale.Puppi, arrivato a Bologna nell'anno accademico1954/55, era per tutti il «Professore» questo nostroatteggiamento era criticato da JackSteinberger,che entrando in istituto salutava il portierecon un cerimonioso «Buongiorno, Brovesore»);ma era anche la sola persona a Bologna che fosseal corrente degli sviluppi del momento nella fisicadelle particelle; quando ritornava dalla Conferenza<strong>di</strong> Rochester, raccontava a tutto l'Istitutoquali erano stati gli argomenti piuÁ salienti ricordoancora la frase «gli ultimi risultati sulla catenascattering length, atomi mesici, fotoproduzione»,anche se io ovviamente non ero in grado <strong>di</strong> apprezzarele novitaÁ).Volevo fare una tesi in <strong>Fisica</strong> Teorica; Ferrettinon si era ancora trasferito a Bologna, e quin<strong>di</strong> la
scelta ovvia era <strong>di</strong> andare a parlare con il Professore,in questo anche spinto fortemente daAntonio Stanghellini, che si era laureato poco piuÁ<strong>di</strong> un anno prima, e che con Puppi collaborava. SePuppi mi avesse accettato, sarei stato il primolaureando <strong>di</strong> Puppi a Bologna! Un onore, ma ancheun onere!In quel momento la convinzione generale erache se si fosse capita a fondo la risonanza 3/2-3/2pione-nucleone si sarebbe fatto un passo decisivonella comprensione della <strong>Fisica</strong> delle Particelleal momento, era l'unica risonanza conosciuta...).La teoria piuÁ <strong>di</strong>modaeralateoria<strong>di</strong>Chew e Low della sorgente fissa, una teoria approssimatache aveva ovviamente delle limitazioni.Puppi, dopo aver guardato il mio libretto, mi<strong>di</strong>sse che i fisici iniziavano a occuparsi <strong>di</strong> relazioniesatte, le «Relazioni <strong>di</strong> Dispersione», basate solosul principio <strong>di</strong> causalitaÁ, relazioni che collegavanola parte reale e la parte immaginaria delleampiezze <strong>di</strong> scattering. Le uniche in<strong>di</strong>cazioni chemi <strong>di</strong>ede, furono la bibliografia del lavoro <strong>di</strong> Kramersdel 1932!), e <strong>di</strong> un preprint <strong>di</strong> Toll.Al lavoro! Stu<strong>di</strong>are in tedesco) la formulazione<strong>di</strong> Lehmann Symanzike Zimmermanndella teoria dei campi, cercare articoli e testi <strong>di</strong>cicli <strong>di</strong> lezioni tenute in giro per il mondo sullerelazioni <strong>di</strong> <strong>di</strong>spersione fra le quali degli appuntiscritti da Salam; come nel suo stile, esattele prime formule, esatte le ultime, piene <strong>di</strong> erroriquelle interme<strong>di</strong>e).Intanto Puppi e Stanghellini mettevano i numerinelle relazioni <strong>di</strong> <strong>di</strong>spersione pione-nucleonescritte formalmente nel lavoro dettoGMO, Goldberger, Miyazawa, Oehme); gli ingre<strong>di</strong>entierano la parte reale dell'ampiezza <strong>di</strong>scattering in avanti ricavata dall'interferenzacon lo scattering coulombiano), l'integrale sullasezione d'urto totale legata alla parte immaginariadal teorema ottico) e la costante d'accoppiamento«rinormalizzata» pione-nucleone dovutaal polo del nucleone).L'integrale sulla sezione d'urto era quello checreava maggiori problemi; non esistevano i calcolatorielettronici, solo le macchine da tavolo«elettromeccaniche» Monroe e Friden), e gliintegrali venivano calcolati «a mano» usando ilmetodo <strong>di</strong> Simpson della «Signora Simpson»,come <strong>di</strong>ceva umoristicamente Puppi, in onoredella moglie dell'ex re <strong>di</strong> Gran Bretagna).Io, oltre a stu<strong>di</strong>are la teoria, davo una manoad Antonio nei calcoli numerici. Lo scopo eraquello <strong>di</strong> ricavare il valore della costante <strong>di</strong> accoppiamentodalle due relazioni <strong>di</strong> <strong>di</strong>spersionein<strong>di</strong>pendenti o per le <strong>di</strong>ffusioni del pione positivoe <strong>di</strong> quello negativo, o equivalentemente perle ampiezze simmetrica e antisimmetrica nellospin isotopico). Se tutto funzionava, i due valoriper la costante <strong>di</strong> accoppiamento avrebberodovuto coincidere entro gli errori.Ma dai calcoli emergeva un risultato strabiliante:i valori delle costanti <strong>di</strong> accoppiamentoricavati dalle due relazioni in<strong>di</strong>pendenti erano<strong>di</strong>versi! In altre parole, se invece si fissava ununico valore per la costante <strong>di</strong> accoppiamento,la parte reale misurata non coincideva con ilvalore ricavato dall'integrale sulle sezioni d'urto,ben al <strong>di</strong>fuori delle pur gran<strong>di</strong> barre <strong>di</strong> errore!Questo risultato, pubblicato solo nel 1957dopo innumerevoli controlli Nuovo Cimento 5,1305 1957), intanto era apparso nel dattiloscrittodella mia tesi <strong>di</strong> laurea, sostenuta il 28novembre del 1956) mise in subbuglio la comunitaÁdei fisici.Nasceva il termine «Puppi-Stanghellini Discrepancy».Era forse dovuta ad una violazione dello spinisotopico? sia i pioni che il protone hanno caricaelettrica...). No; un calcolo fatto a Cataniada Ago<strong>di</strong> e Cini mostrava che l'effetto non erasufficiente a spiegare la <strong>di</strong>screpanza. Ma alloraera forse violata la causalitaÁ ?La <strong>di</strong>screpanza <strong>di</strong> Puppi e Stanghellini sembroÁscrollare i fondamenti della teoria delle particelleelementari; per parecchi anni la «<strong>di</strong>screpanza<strong>di</strong> Puppi e Stanghellini» rimase unmistero irrisolto.Solo molti anni dopo, misure piuÁ precise della<strong>di</strong>pendenza dall'energia della sezione d'urto totaledei pioni negativi sul protone ad energiesotto la risonanza 3-3 permisero <strong>di</strong> verificare consufficiente precisione le relazioni <strong>di</strong> <strong>di</strong>spersionefino ad energie <strong>di</strong> qualche centinaio <strong>di</strong> MeV;l'errore era stato <strong>di</strong> chi nella misura delle sezionid'urto totali aveva preso elettroni per pioni...23
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