CRONIN, James Watson
CRONIN, James Watson
Fisico nucleare statunitense, nato a Chicago il 29 settembre 1931. È stato insignito del premio Nobel per la fisica (1980), per una serie di ricerche, realizzate insieme a V. L. Fitch nel 1964, nel campo della fisica delle particelle; tali ricerche hanno notevolmente contribuito alle teorie relative alle proprietà di simmetria dei fenomeni subnucleari. C. ha condotto i suoi studi universitari a Chicago, ove ha ottenuto (1955) il Ph. D.; è stato assistente di Fisica (1955-58) presso i Laboratori Nazionali di Brookhaven. In seguito (1965) è stato nominato professore associato nell'università di Princeton, e successivamente (1971) professore di Fisica presso l'università di Chicago. Tra i risultati più importanti conseguiti da C. va anche ricordato il suo contributo alla messa a punto delle camere a scintillazione per la rivelazione delle particelle cariche.
La scoperta per la quale C. e Fitch hanno ricevuto il premio Nobel per la fisica risale al 1964. Dopo un iniziale stupore fu subito considerata di enorme importanza dai fisici nucleari. L'esperienza riguardava lo studio delle proprietà del mesone K e fu realizzata con l'acceleratore di protoni di Brookhaven.
I mesoni K sono particelle neutre instabili con massa circa pari alla metà di quella del protone. Questa particella elementare si può considerare una combinazione di due stati fondamentali: K0L, a vita più lunga, e K0S. C. e Fitch hanno studiato in particolare il decadimento del primo dei due stati detti allo scopo di osservare possibili negazioni dell'invarianza rispetto a CP (simmetria CP), parte del più generale principio CPT. Tale principio, nel modo in cui era conosciuto fino alla metà degli anni Cinquanta, affermava che le leggi generali della fisica sono invarianti rispetto alle tre seguenti operazioni: sostituzione di tutte le particelle di materia con le analoghe di antimateria, cioè di carica opposta (C in questo caso sta per coniugazione della carica); scambio delle posizioni in modo speculare, cioè la destra con la sinistra e viceversa (P indica la parità); inversione della direzione del tempo (T). Già nel 1956 erano state condotte esperienze sugli elettroni liberati durante il decadimento del cobalto radioattivo; esse provarono l'inesattezza dei principi C e P considerati singolarmente. Si credette allora al principio di simmetria CP intendendo che violazioni del solo principio C fossero compensate da violazioni del principio P; C. e Fitch osservarono invece, durante i loro esperimenti del 1964, violazioni del principio CP. In seguito a tali osservazioni si considera oggi solo il principio CPT, preso nella sua globalità, come il principio di simmetria che regola le reazioni delle particelle elementari.
Sulla base della scoperta delle violazioni di CP alcuni scienziati hanno ritenuto di poter spiegare il motivo per cui l'universo sia principalmente formato da materia piuttosto che da antimateria. Questa ipotesi prende spunto dall'assunzione che subito dopo il big bang, e cioè il formarsi dell'universo, esso fosse composto in misura eguale di materia e di antimateria. Ma a causa proprio della presenza di asimmetrie tra queste due specie, le loro proprietà d'interazione non erano le stesse e la materia ha così finito per predominare sull'antimateria.