Per prima cosa cercheremo di rispondere ad una domanda fondamentale che introduca
l'argomento: che cos'è lo "scattering"?
Per scattering si intende quel tipo di esperimenti che consistono nella collisione
fra un fascio di particelle ed un certo bersaglio fisso od in movimento (detto
"target").
Il bersaglio provoca la diffusione del fascio incidente ("diffusione" è infatti
il termine che traduce "scattering"), e le particelle deviate vengono individuate
da un apposito rivelatore.
Così esposto, questo tipo di esperienza può sembrare
lontano anni luce dall'esperienza comune, tuttavia il più semplice ed immediato
esempio di scattering fa parte della quotidianità: infatti, ogni volta che
osserviamo qualcosa, il nostro occhio non fa altro che raccogliere la radiazione
luminosa diffusa dagli oggetti da noi visti.
Ma qual è lo scopo di questi esperimenti?
Dal momento che non ci è possibile osservare direttamente nulla a livello atomico, poiché l'osservazione causerebbe una modifica nelle condizioni di ciò che vorremmo vedere (in accordo con il principio di indeterminazione di Heisenberg, che stabilisce l'impossibilità di misurare contemporaneamente le due coordinate canoniche di una particella, velocità e posizione, in quanto la misurazione dell'una rende impossibile una misura precisa dell'altra), l'unica soluzione consiste nell'effettuare esperimenti di scattering.
Questi esperimenti ci hanno permesso di formulare ipotesi riguardo la natura della materia a partire dai risultati delle collisioni, perché questi risultati dipendono direttamente dalla struttura della materia stessa.