Gianni Battimelli

 

 

 


La Fisica e il resto del mondo

Foto di gruppo di un Congresso Solvay

I primi anni Trenta sono per la Fisica, e in particolare per la Fisica del nucleo atomico e dei costituenti elementari della materia, un periodo eccitante e ricco di novità e di impressionanti risultati. II raccolto più cospicuo avviene nell'annus mirabilis 1932: Chadwick scopre il neutrone e si può così dare risposta agli interrogativi ancora aperti circa la costituzione del nucleo; Lawrence costruisce il primo ciclotrone (che si imporrà nel giro degli anni successivi come la più efficace macchina per la produzione in laboratorio di fasci di particelle accelerate da usare come proiettili per sondare i nuclei atomici); Anderson scopre nelle tracce lasciate dai raggi cosmici l'evidenza della realtà del positrone, rapidamente confermata dalle ricerche di Blackett e Occhialini (che danno anche la corretta interpretazione della nuova particella sulla base della teoria dell'elettrone di Dirac). Nel 1933 Fermi formula poi la teoria del decadimento beta, integrando in un formalismo coerente l'approccio di Dirac alla teoria quantistica dei campi, l'ipotesi del neutrino avanzata due anni prima da Pauli e una rivoluzionaria idea circa la natura delle particelle elementari che si trasformano da entità, con una loro intrinseca individualità, a oggetti che possono essere creati o distrutti nelle reciproche intera­zioni. Nel 1934, la scoperta della radioattività artificiale nel laboratorio parigino di Joliot e Curie apre la strada alle ricerche condotte sotto la guida di Fermi a via Panisperna, che portano in pochi mesi il gruppo romano dapprima alla scoperta della radioattività indotta dai neutroni e quindi all'individuazione delle proprietà dei neutroni lenti. Per queste ultime ricerche, Fermi riceverà nel 1938 il premio Nobel per la Fisica. La maggior parte dei problemi aperti, di cui si era discusso al primo Congresso internazionale di Fisica nucleare, organizzato da Fermi a Roma nel settembre del 1931, trovano la loro soluzione in un periodo di circa tre anni di progresso senza precedenti.

Un osservatore meno interessato alla Fisica, che guardasse allo stato generale delle cose del mondo in quello stesso periodo, avrebbe probabilmente assai meno da essere compiaciuto. Per le grandi masse, i primi anni Trenta, sono quelli più duri della crisi economica, della depressione e della disoccupazione. In Unione Sovietica si comincia a profilare la stretta staliniana, che porterà in breve alle grandi purghe. Nel cuore della vecchia Europa, il nazismo sale al potere in Germania e nel 1933, mentre i fisici riuniti nel Congresso Solvay decifrano i misteri del nucleo, vengono promulgate le leggi razziali antisemite che, in breve, trasformano alcune delle culle della cultura mitteleuropea in deserti intellettuali.

All'alto gerarca nazista, che gli chiede se la Matematica tedesca a Göttingen abbia sofferto in modo sensibile per l'epurazione provocata dalle leggi antisemite, Hilbert risponde seccamente che, molto semplicemente, la Matematica a Göttingen non esiste più. L'emigrazione degli intellettuali ebrei è uno dei dati più impressionanti che sconvolgono la geografia della cultura internazionale, contribuendo in modo decisivo al passaggio dell'egemonia scientifica dalla Germania agli Stati Uniti.

In Italia, nel 1931 il fascismo impone ai dipendenti statali il giuramento di fedeltà al regime. Nell'Università, solo una dozzina di professori rifiutano di piegare la testa, perdendo il posto e con esso ogni residua visibilità scientifica e culturale. Tra loro c'è Vito Volterra, il grande matematico ebreo che non poca influenza aveva esercitato negli anni Venti per appoggiare la carriera accademica di Enrico Fermi. Tuttavia, per qualche tempo ci si può illudere ancora, sia sul corso degli avvenimenti internazionali che sul futuro della ricerca scientifica. Ma se la reazione di Mussolini, al tentativo di annessione dell'Austria da parte di Hitler nel 1934, sembra lasciare ancora aperta la questione della collocazione dell'Italia fascista nel quadro internazionale, le vicende successive (l'intervento in Africa, con le conseguenti sanzioni, e il definitivo avvicinamento alla Germania nazista, suggellato dal sostegno comune a Franco nella guerra civile spagnola) non lasciano più adito a dubbi.

Amaldi ricorda come, intorno al 1936, le ricerche in Fisica nucleare condotte con Fermi si svolgessero ad un ritmo febbrile, come se si cercasse nel lavoro scientifico una fuga da una realtà esterna i cui contorni si delineavano in modo sempre più netto. Fisica come soma è l'espressione usata da Amaldi: il soma è, nel Brave New World di Huxle,y - una delle letture dei giovani fisici romani in quegli anni - la sostanza di cui si imbottiscono gli abitanti dell'allucinante universo totalitario immaginato dall'autore per non vederne gli orrori: il lavoro scientifico come droga, quindi, paradiso artificiale per evadere dalla realtà.

Ma la realtà arriva a farsi sentire comunque, anche sul terreno artificialmente sterilizzato della ricerca scientifica fondamentale, che sarà anche un rifugio - in quanto soma - ma che richiede ugualmente, per essere fatta, mezzi ed appoggi. E gli uni e gli altri cominciano a mancare, in una Italia soggetta alle sanzioni e posta di fronte all'emergenza autarchica, dove la priorità va piuttosto alla produzione del lanital che allo studio delle sezioni d'urto nucleari.

Fermi non è il solo ad essere costretto dalle leggi razziali, o indotto dalla. situazione politica, a lasciare l'Italia. Per limitarsi ai fisici, tra il 1938 e il 1939 abbandonano il Paese Franco Ra,setti, Bruno Rossi, Emilio Segrè, Giulio Racah, Leo Pincherle, Ugo Fano, Sergio De Benedetti. Bruno Pontecorvo era già all'estero dal 1937. Nessuno di loro rientrerà più permanentemente in Italia. Anche Edoardo Amaldi, in un viaggio in America nel 1939, cerca un posto al di là dell'Atlantico senza però riuscirci. A1 suo ritorno a Roma, si farà carico di tenere viva nei limiti del possibile la tradizione di ricerca durante gli anni del conflitto mondiale e di indirizzare la politica di ricostruzione della Fisica italiana nel dopoguerra.

Paul A. M. Dirac a sinistra e Warner Heisemberg a destra

Verso la fine del 1938, Hahn e Strassman scoprono nel laboratorio di Berlino la fissione nucleare. Insieme alla corretta interpretazione del fenomeno, fornita da Lise Meitner e Otto Frisch, la notizia circola con estrema rapidità. Nel giro di poche settimane, l'esperimento viene ripetuto e confermato nei principali laboratori di Fisica del mondo intero. Diventa chiaro che quelle che fino a pochi mesi prima erano solo speculazioni più o meno fantasiose sulla possibilità di liberare l'energia contenuta nel nucleo dell'atomo, assumono ora un aspetto di concreta fattibilità. Con l'approssimarsi del conflitto, che appare ormai inevitabile, si pone così drammaticamente all'ordine del giorno la questione del possibile utilizzo a fini militari dell'energia nucleare. Nell'agosto del 1939, pochi giorni prima dello scoppio della guerra, si incontrano ad una conferenza ad Ann Arbor (in Michigan), Fermi e Heisenberg. Uno dei fisici presenti sussurra all'orecchio di un amico: "vedi quei due? Tra poco scoppierà la guerra e loro saranno i responsabili dello sviluppo dell'arma nucleare sui due fronti opposti. Tutti lo sanno, anche se nessuno osa dirlo esplicitamente".

La previsione era sostanzialmente corretta. Di ritorno in Germania, Heisenberg si troverà effettivamente a dirigere, specialmente verso la fine della guerra, il progetto nucleare del Reich. Cercherà di coordinare e indirizzare le varie parti, spesso in conflitto tra loro, di un programma cui le alte gerarchie naziste non credono veramente e che quindi non viene mai adeguatamente sostenuto. Alla fine del conflitto, i risultati raggiunti in Germania dal programma di sviluppo dell'energia nucleare sono risibili, se confrontati con quanto è stato intanto realizzato sul fronte opposto: i tedeschi non rie­scono nemmeno a raggiungere l'obiettivo di rendere funzionante un reattore sperimentale e la costruzione di un ordigno nucleare appare retrospettivamente come un risultato del tutto al di fuori delle loro possibi­lità. Ma questo sarà noto agli alleati solo alla, fine della guerra. Cinque anni prima, la preoccupazione che siano gli scienziati che lavorano per Hitler a giungere primi nella corsa alla bomba atomica è grande e spinge non pochi fisici (tra cui molti degli emigrati dai paesi dell'Asse) a premere verso il governo americano perché ci si impegni con energia nella stessa direzione. L'iniziale tiepidezza con cui gli allarmi lanciati dagli scienziati atomici vengono recepiti nelle alte sfere politiche e militari si trasforma radicalmente con l'entrata in guerra degli Stati Uniti. Ed è proprio a Fermi che viene affidato l'incarico di dirigere la prima fase cruciale del programma, la realizzazione di un reattore nucleare che dimostri la possibilità di innescare e mantenere una reazione a catena controllata. L'obiettivo, che i tedeschi non riescono a raggiungere in tutto il corso della guerra, è realizzato in meno di un anno: nel dicembre 1942, nei sotterranei dell'Università di Chicago, il gruppo diretto da Fermi costruisce e sperimenta con successo il primo reattore nucleare. Decolla il gigantesco sforzo scientifico e industriale denominato progetto Manhattan. Molti degli scienziati che lavorano nel laboratorio segreto di Los Alamos sono ebrei o antifascisti, rifugiati in America dai paesi dell'Asse.

Gli americani arrivano alla realizzazione della bomba atomica nel giro di due anni e mezzo dal successo del primo reattore di Chicago, grazie ad uno sforzo di proporzioni assolutamente inaudite. Il progetto Manhattan è qualcosa di infinitamente più vasto di quanto non appaia dalla sua punta di diamante, costituita dal laboratorio segreto di Los Alamos, dove pure si realizza una concentrazione mai vista di personale ad alta qualificazione scientifica (tra le duemila e le tremila persone al momento terminale del progetto). Los Alamos, dove si svolge il lavoro teorico di progettazione e materialmente vengono assemblati gli ordigni nucleari, funziona solo perché alle sue spalle esiste una gigantesca organizzazione industriale, messa in piedi dal nulla in tempi brevissimi. Per costruire la bomba, non occorreva solo risolvere una quantità di difficili problemi scientifici; occorreva anche il materiale fissile. È la produzione delle necessarie quantità di uranio 235 e di plutonio il problema attorno a cui si mobilita la maggior parte delle risorse e del personale umano.

Subito dopo il successo della pila di Fermi, comincia la costruzione di due nuove installazioni industriali dedicate alla separazione dell'uranio 235 e alla produzione di plutonio grazie a nuovi reattori nucleari di potenza. Gli impianti di Oak Ridge, in Tennessee, coprono un'area di 24000 ettari: ad Hanford, nello stato di Washington, nasce intorno ai reattori dedicati alla produzione di plutonio, realizzati dalla Dupont, una vera e propria nuova città su una superficie di 160000 ettari . Nei due centri sono complessivamente all'opera varie decine di migliaia di persone.

Subito dopo il successo della pila di Fermi, comincia la costruzione di due nuove installazioni industriali dedicate alla separazione dell'uranio 235 e alla produzione di plutonio grazie a nuovi reattori nucleari di potenza. Gli impianti di Oak Ridge, in Tennessee, coprono un'area di 24000 ettari: ad Hanford, nello stato di Washington, nasce intorno ai reattori dedicati alla produzione di plutonio, realizzati dalla Dupont, una vera e propria nuova città su una superficie di 160000 ettari . Nei due centri sono complessivamente all'opera varie decine di migliaia di persone.

Hiroshima

È stato detto che, mentre la prima guerra mondiale è stata una guerra dei chimici, la seconda è stata una guerra dei fisici. Con il progetto Manhattan cambiano in modo irreversibile molte cose, nei rapporti tra scienza e società e dentro alla stessa pratica della scienza. L'atto di nascita di quella che si suole definire big science è proprio la nuova rete di relazioni che si stabilisce tra istituzioni governative, scienziati, militari ed industria negli anni del conflitto. I fisici, in particolare, si trovano alla fine della guerra ad essere interlocutori ascoltati e consiglieri ricercati da parte di governi pronti come mai prima ad allargare i cordoni della borsa per la ricerca; ma la vastità di mezzi, di cui potranno da allora disporre su una scala, impensabile fino a pochi anni prima, e il prestigio sociale acquisito avranno la loro controparte nella creazione di vincoli nuovi con il potere politico e con i militari e nella comparsa del segreto a coprire la libera circolazione delle idee scientifiche. Non tutti reagiranno allo stesso modo, di fronte alla nuova situazione. Nello scenario della guerra fredda, i cui contorni sono drammaticamente disegnati dalle nuove armi atomiche, i fisici dovranno imparare a fare i conti con quella che Oppenheimer definirà la conoscenza del peccato e qualcun altro chiamerà la, perdita dell'innocenza.