IL QUADRO SCIENTIFICO DI QUEGLI ANNI

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Cerchiamo di inquadrare bene il lavoro di Fermi e dei suoi ragazzi che è determinante per la nostra inchiesta.
Partiamo per motivi di sintesi dalla data del 1925 che fu’un periodo di grandi scoperte e rapidi cambiamenti per la scienza in particolare per la Fisica. Nel gennaio 1925 Pauli pubblica il suo famoso articolo sul principio di esclusione e appaiono i due fondamentali lavori di Einstein sulla statistica quantistica dei gas. Nell’estate dello stesso anno Heisenberg, Born e Jordan gettano le basi della nuova meccanica quantistica – o meccanica delle matrici – che Fermi non riesce ad apprezzare trovando la formulazione troppo astratta. Fermi accetta rapidamente la versione di Schrödinger della meccanica ondulatoria. Nel 1926 Fermi ottenne la cattedra di fisica teorica all’Università di Roma. Esce l’articolo Sulla quantizzazione del gas perfetto monoatomico, il celebre lavoro nel quale Fermi formula la teoria di un gas ideale di particelle che obbediscono al principio di esclusione di Pauli. Nel 1927, dopo aver sviluppato la statistica di un gas di particelle che obbediscono al principio di esclusione di Pauli, Fermi applica lo stesso metodo per calcolare il potenziale efficace che agisce sugli elettroni di un atomo considerandoli come un gas di fermioni allo zero assoluto mantenuto intorno al nucleo dall’attrazione coulombiana. Da questa applicazione importante nasce il lavoro Un metodo statistico per la determinazione di alcune proprietà dell’atomo, oggi noto come metodo di Thomas-Fermi. Nel 1928 Fermi pubblica il brillante manuale Introduzione alla fisica atomica che riempie una lacuna importante nella manualistica universitaria in lingua italiana.
MAjorana si laurea sotto la direzione di Fermi il 6 Luglio 1929 con i massimi voti. Nello stesso girono con lui si laureò l’amico Amaldi. Majorana sarà il teorico imbattibile del gruppo di via Panisperna. A partire dal 1929 Fermi e Rasetti avevano cominciato appunto a rendersi conto che il futuro stava ormai nel campo della fisica nucleare, ed è proprio questo il punto importante dove la fisica Atomica diventa nucleare. Nel 1931i fisici tedeschi Bothe e Becker dicono di aver ottenuto bombardando elementi leggeri con particelle alfa veloci, una strana radiazione difficile da comprendere teoricamente. Majorana commenta la scoperta :” non hanno capito niente, probabilmente si tratta di rinculo prodotti da una particella neutra pesante”( questo secondo il ricordo di Amaldi tratto da Ricami pag 209) e siamo infatti davanti alla scoperta dell’interno del nucleo. Fermi intuì subito l’importanza delle dichiarazioni di Majorana supportate da un suo importate lavoro sulla simmetria per l’elettrone e anti-elettrone, e vuole far uscire dall’isolamento Majorna, che rimane sempre schivo agli incontri scientifici, pur gettando importantissime basi teoriche. Fermi non si arrende e spinge Majorana a fare un viaggio di studio in Germania e in Danimarca per poter incontrare i piu’ grandi fisici del mondo Heisenberg, bohr. L’esperienza dell’estero ( come vedremo piu’ avanti) piace al giovanissimo Majorana ne danno testimonianza le numerose lettere alla famiglia. Ma al ritorno nell’autunno del 1933 appare cambiato, piu’ distaccato di quello che era dal gruppo di Roma.
Questo è un punto molto importate, perché Majorna sembra isolarsi dalla fisica proprio quando invece tutti incominciavano a raccogliere i primi frutti e alcuni proprio grazie alle teorie fatte da Majorna. Perché? Cosa gli successe in Germania? Proseguiamo nella nostra indagine.
I coniugi Curiè nel 1934 seguendo la pista di Bothe e Becker annunciano a Parigi di essere riuscita a Produrre un “ Radioattività Artificiale” e Fermi vuole fare delle analoghe ricerche in quella direzione. E’ l’occasione per iniziare esperimenti su larga scala. Verso la fine di marzo vengono irradiati diversi elementi la cui attività viene misurata per mezzo di un contatore Geiger-Müller. Dopo una serie di tentativi infruttuosi fatti con la sorgente di polonio-berillio, Fermi inizia a bombardare in modo sistematico gli elementi del sistema periodico di numero atomico crescente utilizzando una sorgente neutronica più intensa costituita da radon e berillio. Finalmente il contatore di Geiger-Müller registra alcuni conteggi irradiando il fluoro e l’alluminio. Secondo l’interpretazione data subito da Fermi il nucleo dell’alluminio assorbe un neutrone emettendo una particella a (nucleo di elio) trasformandosi in sodio che a sua volta decade trasformandosi in calcio con emissione di una particella l’ elettrone. Il 25 marzo 1934 esce sulla rivista del CNR, La Ricerca Scientifica, l’articolo Radioattività provocata da bombardamento di neutron, il lavoro fu fatto grazie a contributo teorico di Majorana. Qualcosa di grosso all’livello scientifico era successo, si ma cosa?.

{mospagebreak title=Il quadro scientifico di qugli anni – seconda parte}

Le ricerche continuarono senza sosta. In poco tempo vengono irradiati con neutroni una sessantina di elementi e in almeno quaranta di questi vengono scoperti, e spesso identificati, nuovi elementi radioattivi. La grande importanza di questi risultati è immediatamente evidente. Il 24 aprile Ernest Rutherford, il padre della fisica nucleare, si complimenta con Fermi per il successo degli esperimenti: "Mi congratulo con lei per il successo della sua fuga dalla sfera della fisica teorica. Sembra proprio che lei abbia trovato una buona linea di ricerca per cominciare". Nel procedere con il bombardamento sistematico, Fermi e il suo gruppo, all’inizio dell’estate, arrivano a irradiare il torio (numero atomico 90) e l’uranio (numero atomico 92), ma la naturale attività di questi elementi ostacola l’identificazione dei nuovi radionuclidi artificiali ottenuti. Quello che i ragazzi di Corbino avevano ottenuto era la SCISISONE NUCLEARE ( fissione) era nata l’era nucleare cioè la capacità di sfruttare l’enorme quantità di energia contenuta nell’atomo. I realtà ci fu un errore nel valutare l’importanza della scoperta tanto che la motivazione del Nobel di Fermi nel 38 citava erroneamente :” l’dentificazione di nuovi elementi”. Inoltre mancava un supporto teorico per giustificare la scoperta materia questa di Majorana lontano dal gruppo. -… qui ci si perdoni una digressione, relativa a un controfattuale storico, importante: come possiamo immaginare sarebbe evoluta la ricerca la ricerca in fisica senza la travolgente promozione che fu conseguenza della guerra?… (dal testo del libro di Bartocci “ la scomparsa di Majorna: un affare di stato?” pag 45).
La scoperta di Fermi fece emergere ancora di piu’ la figura e il grande genio di Majorana con lo studio per una teoria sulla struttura nucleare che ancora oggi porta il nome di teoria “ Heisenberg-Majorana” intanto gli incontri nel laboratorio di Roma continuavano, e Majorana spesso andava al laboratorio: cito (dal testo del libro di Bartocci “ la scomparsa di Majorna: un affare di stato?” pag 49).”così esprime il suo ricordo di quei giorni il’chimico’ del gruppo, Oscar D’Agostino, che ci racconta anche unaltro particolare ‘inedito’84, sul quale Edoardo Amaldi, pur citatovi a
testimone, sorvola nelle sue memorie, forse per una forma di postumo
riserbo.
"[Majorana] Tornò più volte in via Panisperna per discutere con
Fermi su tutte le questioni teoriche che erano state, per così dire,
messe sul tappeto dalle stesse scoperte di Fermi e da quelle
immediatamente precedenti dei coniugi Joliot-Curie. Un pomeriggio
Amaldi ed io arrivammo all’Istituto di Fisica verso le due. Fatti pochi
passi cominciammo a percepire grida ed esclamazioni assai vivaci.
Riconoscemmo la voce di Fermi e ci stupimmo non poco. Non
avevamo mai udito Fermi urlare. La porta dello studio era aperta:
Fermi e Majorana, davanti a grosse lavagne piene di numeri e di strani
segni più o meno cabalistici, si davano reciprocamente del cretino e
dell’asino. La disputa era incominciata verso mezzogiorno. Nel calore
della discussione nessuno dei due fisici aveva pensato di andare a
pranzo. Fu quella l’ultima volta che vidi Majorana".”

I lavori hanno precedenza sulle dispute e Fermi, Rasetti, Amaldi, Pontecorvo e Segrè proseguirono gli esperimenti nella famosa vasca dei pesci rossi nel cortile dell’istituto di via Panisperna. E nel ’35 arrivarono a brevettare il il processo per la produzione di sostanze radioattive, in particolare mediante il bombardamento con neutroni e anche l’aumento dell’efficienza del processo mediante il rallentamento dei neutroni grazie a urti multipli. Da li a poco il gruppo si sarebbe definitivamente sciolto. Cosa i fisici sapevano davvero? Cosa aveva intuito Majorana con tutte queste scoperte? Forse il suo intuito gli fece prevedere scenari apocalittici?

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