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Si può intendere come: l'uomo e il costante tentativo di spiegare la natura, oppure l'uomo e lo sfruttamento della natura...

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Si può intendere come: l'uomo e il costante tentativo di spiegare la natura, oppure l'uomo e lo sfruttamento della natura...

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Visione del film "Il senso della bellezza"

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Visione del film "Il senso della bellezza"

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AMKA FILMS in coproduzione con RSI - SRG SSR e AMEUROPA INTERNATIONAL con RAI CINEMA presentano

ARTE E SCIENZA AL CERN

UN FILM DI VALERIO JALONGO

"Questo documentario vi incanterà"
EMPIRE

"Un emozionante viaggio nella cultura"
7 Corriere della sera

"Una fotografia straordinaria contribuisce ad esaltare gli aspetti unici del laboratorio europeo"
La Stampa

Continuate a seguirci per scoprire le sale che programmeranno il film. Buon cinema!

Quattro anni dopo la sensazionale scoperta del "Bosone di Higgs",
il CERN è alla vigilia di un nuovo, eccezionale esperimento.

L'esperimento è insieme un viaggio nel tempo più lontano e nello spazio più piccolo che possiamo immaginare.

Così, l'infinitamente piccolo e la vastità dell'universo schiudono le porte di un territorio invisibile, dove gli scienziati sono guidati da qualcosa che li accomuna agli artisti. Tra scienziati che hanno perso l'immagine della Natura, e artisti che hanno smarrito la tradizionale idea di bellezza, attraverso macchinari che assomigliano a opere d'arte e istallazioni artistiche che assomigliano ad esperimenti, emerge un ritratto di attività scientifiche e artistiche come indagine, come immaginazione, come autentico esercizio di libertà.

Mentre il nuovo esperimento del CERN procede nella sua esplorazione della misteriosa energia che anima l'universo, scienziati e artisti ci guidano verso quella linea d'ombra in cui scienza e arte, in modi diversi, inseguono verità e bellezza. Tra queste donne e questi uomini alcuni credono in Dio, altri credono solo negli esperimenti e nel dubbio. Ma nella loro ricerca della verità, tutti loro sono in ascolto di un elusivo sesto, o settimo, senso... il senso della bellezza.

Cast tecnico

Scritto e diretto da: Valerio Jalongo
Fotografia: Alessandro Pesci, Leandro Monti
Montaggio: Massimo Fiocchi
Musiche originali: Maria Bonzanigo, Carlo Crivelli - eseguite dall'Orchestra della Svizzera Italiana diretta da Kevin Griffiths
Suono: Christophe Giovannoni, Masaki Hatsui
Produttori: Tiziana Soudani, Silvana Bezzola Rigolini, M. Letizia Mancini
Produttore associato: Camilo Cienfuegos per La Frontera Video & Film
Produttore esecutivo: Tina Boillat
Una produzione: Amka Films, RSI Radiotelevisione Svizzera SRG SSR, Ameuropa International con Rai Cinema
Distribuzione: Officine UBU

Molti di noi assistono con sgomento alla crisi dell'Europa, del suo sistema politico, dei suoi ideali assediati da antiche diffidenze e nuovi fanatismi. C'è un'istituzione europea però che resiste, e anzi sembra aumentare il suo prestigio. È il CERN di Ginevra, creato nel dopoguerra dai fisici europei quasi come antitesi al Progetto Manhattan - che portò alle bombe americane di Hiroshima e Nagasaki.

Il CERN ha scopi pacifici, non ha finalità di lucro e le sue scoperte sono condivise e a disposizione di tutti. Forse questo spiega un singolare paradosso nella storia di questa grande comunità di scienziati: e cioè come mai un laboratorio di Fisica delle particelle, dove si persegue la conoscenza pura, senza alcuna applicazione pratica, sia stato all'origine dell'invenzione che più di ogni altra ha rivoluzionato le nostre vite. È infatti al CERN che nel 1990 nasce il World Wide Web, l'internet libero di un mondo senza più confini.

"Il senso della bellezza" racconta un momento speciale del CERN, a sessant'anni dalla sua nascita. È l'inizio di un nuovo eccezionale esperimento con l'LHC - il Large Hadron Collider. In questo anello a cento metri di profondità e lungo ventisette chilometri si producono ogni secondo miliardi di collisioni tra particelle subatomiche. Perché? Cosa stanno cercando i fisici con i loro rivelatori? Queste specie di macchine fotografiche di proporzioni titaniche come ATLAS e CMS, sono capaci di scattare quaranta milioni di "fotografie" al secondo.

Ma chiamarle "fotografie" è in realtà una semplificazione per i media. Nessun fisico usa davvero quelle immagini per elaborare le proprie teorie. Perché i fisici degli ultimi cento anni hanno imparato a loro spese che siamo di fronte ad alcuni aspetti della Natura che sembrano assurdi.

Ormai i fisici cercano di avvicinarsi a questi fenomeni per noi ancora misteriosi con la matematica, e con esperimenti che forniscono posizioni, dati statistici, numeri. Sanno di non avere più nessuna immagine concreta della Natura da offrirci. E non solo perché si tratta di realtà infinitamente piccole, invisibili. Ma perché la natura, nella sua essenza, ha un comportamento che è lontano dal senso comune e dai nostri cinque sensi.

La Fisica moderna ha distrutto le ultime certezze che venivano dalla nostra esperienza del mondo, ma non ha trovato una spiegazione altrettanto certa e definitiva. La scienza, questo dovremmo averlo capito ormai, non cerca verità assolute, è sempre in cammino, sospinta solo dal dubbio e dall'ansia di conoscere.

Molti anni fa ho letto un frammento di un filosofo greco, Eraclito. "La natura ama nascondersi" diceva. Ma la natura non è forse ciò che è ovunque intorno a noi? Cos'è che ci sfugge? C'è qualcosa di invisibile ai nostri occhi?

"Da dove veniamo? Che cosa siamo? Dove andiamo?" è uno dei quadri più belli di Paul Gauguin, e queste grandi domande di solito le associamo alla filosofia, alla religione, all'arte... non certo alle scienze esatte.

È invece questa la matrice profondamente umana che rintracciamo nella Fisica e in particolare nelle ricerche del CERN. Nonostante la complessità in cui ognuno di noi vive immerso, la frammentazione ed estrema specializzazione delle competenze e dei mestieri, resta il bisogno di superare la paura che tutto questo ci infonde, e ancora di più, l'aspirazione a comprendere di cosa siamo parte.

Come diceva Einstein, il mistero più grande è la nostra capacità di conoscere l'universo, di afferrarne la misteriosa semplicità e bellezza.
Valerio Jalongo

Il 4 novembre 2014 è stata selezionata dal consiglio del CERN per la carica di direttore generale.
È stata la prima donna ad aver ricevuto tale designazione. Dal 1º gennaio 2016 è ufficialmente il nuovo Direttore Generale del CERN. Secondo quanto ha recentemente affermato in un'intervista Il suo incontro con la fisica è avvenuto grazie alla lettura di una biografia di Marie Curie. Ama la fisica perché rappresenta la bellezza come la simmetria imperfetta. Attinge dalla creatività per arrivare alla verità, o comunque per avvicinarcisi. Afferma che il fisico deve essere capace di sognare per spingersi oltre. È convinta che il mestiere del fisico si avvicini a quello dell'artista perché la sua intelligenza deve andare al di là della realtà che ha ogni giorno davanti agli occhi. La musica e la pittura sono per lei le arti più prossime alla fisica.

È un fisico spagnolo che lavora alla "Teoria delle stringhe" e alla "Teoria della gravità quantistica".

Dal 1981 è un membro permanente del "CERN Theoretical Physics unit".

È un fisico italiano che lavora nel campo delle collisioni nucleari di alta energia. Tra le altre cose ha lavorato al progetto del Large Hadron Collider (acceleratore di particelle).

Water sound images, Schwingung & Gestaltung

È' un ricercatore e fotografo tedesco. Nel 2002 ha pubblicato il suo libro Water Sound Images con immagini di superfici d'acqua messe in movimento da sorgenti sonore in forma di onde provocate dalla musica di Beethoven e Stockhausen.

Hydroacustic, The Expanding Universe
È un performer audio visuale che lavora con video generativi e con atmosfere sonore astratte. Il suo lavoro, che è conosciuto a livello internazionale, si basa sul modo in cui il suono, lo spazio e la forma si integrano per creare esperienze live cinematiche, visuali e musicali.

Quantum Fluctuations, The Flow
È un artista di video-arte che lavora sul misterioso mondo della biologia molecolare e della fisica delle particelle. Realizzato tramite una serie di esperimenti virtuali, Quantum fluctuations mostra la complessità e la natura transitoria dell'aspetto più importante della realtà, il mondo quantico.

The flow immagina in modo visivo i processi fisici che saremmo incapaci di osservare a occhio nudo.

Collider
È il direttore e co-fondatore dello studio di design e tecnologia Rare Volume. I suoi lavori sono realizzati sia in 2D che in 3D. Il suo interesse primario include la fisica teoretica, l'astronomia e le visualizzazioni audio.

Susy Data Sonification
È un'arpista e compositrice americana. Ha ideato Kyma, un software per il sound design.

Disponibile in DVD e On Demand

CAMPANIA
Napoli: Metropolitan, Arcobaleno, The Space Cinema Napoli
Uci Cinemas Casoria (NA)
Uci Cinemas Marcianise (CE)

EMILIA-ROMAGNA
Bologna: Odeon, The Space Cinema Bologna
Modena: Astra
Parma: The Space Cinema Parma Campus
Ferrara: Boldrini
Ravenna: Cinemacity
Reggio Emilia: UCI Cinemas Reggio Emilia
Rimini: Tiberio
Cesena: Aladdin
Forlì: Astoria
Faenza (RA): Europa
Savignano sul Rubicone (FC): Uci Cinemas Romagna

FRIULI-VENEZIA GIULIA
Trieste: Ariston, The Space Cinema Trieste
Pradamano (UD): The Space Cinema Pradamano

LAZIO
Roma: 4 Fontane, Barberini, King, Uci Cinemas Roma Est, Uci Cinemas Porta di Roma, The Space Roma Magliana
Fiumicino (RM): Uci Cinemas Parco Leonardo

LIGURIA
Genova: Corallo, Uci Cinemas Fiumara

LOMBARDIA
Milano: Anteo, Ariosto, The Space Odeon Milano, Uci Cinemas Bicocca
Cerro Maggiore (MI): The Space Cerro Maggiore
Pioltello (MI): Uci Cinemas Pioltello
Paderno Dugnano (MI): Metropolis
Bergamo: Capitol
Orio al Serio (BG): Uci Cinemas Orio
Treviglio (BG): Ariston
Brescia: Wiz
Crema: Porta Nova
Cremona: Spaziocinema Cremona
Monza: Teodolinda, Metropol
Lissone (MB): Uci Cinemas Lissone
Montano Lucino (CO): Uci Cinemas Como
Mantova: Ariston
Lodi: Fanfulla

PIEMONTE
Torino: Romano, Uci Cinemas Lingotto
Beinasco (TO): The Space Cinema Beinasco
Moncalieri (TO): Uci Cinemas Moncalieri

PUGLIA
Bari: Anche Cinema Royale
Molfetta (BA): Uci Cinemas Molfetta
Andria: Cinema Roma

SARDEGNA
Cagliari: Greenwich

SICILIA
Catania: Alfieri
Messina: Uci Cinemas Messina
Palermo: Gaudium

TOSCANA
Firenze: La Compagnia, Stensen, Uci Cinemas Firenze
Campi Bisenzio (FI): Uci Cinemas Campi Bisenzio
Massa: Splendor
Pisa: Arsenale
Pontedera (PI): Agorà
Prato: Museo Pecci

TRENTINO ALTO ADIGE
Trento: Modena

UMBRIA
Perugia: Post Modernissimo

VENETO
Padova: MPX
Limena(PD): The Space Cinema Limena
Marcon (VE): Uci Cinemas Marcon
Venezia: Uci Cinemas Mestre (VE)
San Giovanni Lupatoto (VR): Uci Cinemas Verona
Silea (TV): The Space Cinema Silea
Torri di Quartesolo (VI): The Space Cinema Torri di Quartesolo

PER ORGANIZZARE PROIEZIONI SCOLASTICHE POTETE CONTATTARE:

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IL SENSO DELLA BELLEZZA - Arte e scienza al CERN - Officine Ubu

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Mentre il nuovo esperimento del CERN procede nell' esplorazione della misteriosa energia che anima l'universo, scienziati e artisti ci guidano verso quella linea d'ombra in cui scienza e arte inseguono verità e bellezza. Tra queste donne e questi uomini alcuni credono in Dio, altri credono solo negli esperimenti e nel dubbio.

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Il punto di vista di un premio Nobel: S. Chandrasekar

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Il punto di vista di un premio Nobel: S. Chandrasekar

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Marie Curie, 1920 circa Premio Nobel per la fisica 1903
Premio Nobel per la chimica 1911

Maria Salomea Skłodowska, più conosciuta come Marie Curie o Maria Skłodowska Curie (pronuncia polacca: [ˈmarja skwɔˈdɔfska kʲiˈri]) ( Varsavia, 7 novembre 1867 - Passy, 4 luglio 1934), è stata una fisica, chimica e matematica polacca naturalizzata francese.

Nel 1903 fu la prima donna insignita del premio Nobel. Ricevette il premio Nobel per la fisica, insieme al marito Pierre Curie e ad Antoine Henri Becquerel, per i suoi studi sulle radiazioni. Nel 1911 ricevette il premio Nobel per la chimica per aver scoperto il radio e il polonio, il cui nome è stato scelto proprio in onore della sua terra natale. È stata una dei cinque vincitori del Nobel ad averne ricevuti due ed è la sola ad aver vinto il Premio in due distinti campi scientifici.

Marie Curie crebbe nella Polonia russa; poiché qui le donne non potevano essere ammesse agli studi superiori, si trasferì a Parigi e nel 1891 iniziò a frequentare la Sorbona, dove si laureò in fisica e matematica. Nel dicembre del 1897 iniziò a compiere gli studi sulle sostanze radioattive, che da allora rimarranno al centro dei suoi interessi. Nel 1906, dopo la morte del marito Pierre Curie, investito da una carrozza, le fu concesso di insegnare alla Sorbona. Due anni più tardi le venne assegnata la cattedra di fisica generale, divenendo così la prima donna ad insegnare alla Sorbona. Morì in Francia nel 1934 per un' anemia aplastica, causata dalle radiazioni a cui il suo fisico era stato per lungo tempo esposto e di cui aveva sempre negato la pericolosità.

Władysław Skłodowski con le figlie; da sinistra: Maria, Bronisława e Helena, 1890

Maria Skłodowska nasce il 7 novembre 1867 a Varsavia, in una Polonia dominata dalla Russia. Figlia di Władysław Skłodowski ( 1832- 1902) e di Bronisława Boguska ( 1834- 1878), ultima di cinque figli e figlie, fra cui Bronisława, che collaborerà con lei più tardi.

Nel 1874, quando Maria ha appena 7 anni, la sorella Zosia muore di tifo, e nel 1878 muore la madre, malata di tubercolosi. Questo doppio lutto precoce segna profondamente la piccola Maria, che sviluppa un tratto caratteriale serio e tendente alla tristezza.

Maria inizia gli studi con il padre, da autodidatta, proseguendoli poi a Varsavia e infine all' Università di Parigi, laureandosi in matematica e fisica. Dalla nascita Maria possiede tre qualità che presto la renderanno la beniamina degli insegnanti: memoria, capacità di concentrazione e sete di sapere. Nella tradizione familiare sono rimasti impressi tre episodi legati all'infanzia di Maria.

Il secondo episodio si svolge a scuola dove l'insegnante, trasgredendo il regolamento, insegna la storia della Polonia in polacco. Maria ha dieci anni. Un giorno improvvisamente squilla un campanello e le alunne nascondono i libri di storia, si apre la porta della classe ed entra il signor Hornberg, ispettore degli istituti privati di Varsavia. L'ispettore interroga Maria sulla storia della Russia zarista e l'allieva risponde senza commettere errori. Quando l'ispettore lascia la stanza, Maria scoppia in singhiozzi: umiliata per il servilismo mostrato davanti all'ispettore russo, non se ne dimenticherà mai più.

Il terzo episodio ha luogo nello stesso periodo, nella sala da pranzo della scuola. Maria, i gomiti sul tavolo, i pollici sulle orecchie per proteggersi dal rumore, è immersa nella lettura di un libro. Questa sua maniera di astrarsi e d'isolarsi solleva sempre l'ilarità degli altri bambini che quel giorno decidono di architettarle uno scherzo circondandola con una piramide di sedie e aspettando che la catasta crolli. I minuti passano e Maria immobile non si è accorta di niente, improvvisamente fa un gesto e le sedie cadono con un gran fracasso. Maria si massaggia la spalla urtata da una sedia, si alza, prende il suo libro, e borbotta: "Che idiozia!", uscendo dignitosamente dalla stanza. Tale approccio serio e severo sarà una costante e un elemento di forza nella sua vita, anche durante gli anni a venire.

La giovinezza e l'esilio

La relazione che lega le due sorelle è così solida che resteranno unite fino all'ultimo respiro di Maria. Bronisława è esuberante, espansiva, materna e ha un amore sconfinato per la sua sorellina. Maria è chiusa, controllata e intransigente; non si abbandonerà che con lei, e in quelle occasioni, lo farà completamente. È sempre Bronisława che protegge e consola Maria ed è forse proprio da questa fiducia nella solida sorella che nascerà il suo costante atteggiamento verso le donne, il ruolo delle quali non sarà trascurabile nella sua esistenza. È chiaro che per lei la forza si trova nelle donne. Non se l'aspetta dagli uomini.

Tornata a Varsavia Maria aderisce al progetto dell'"Università Volante", un nome ambizioso che cela un circolo di ragazzi e ragazze, fanatici patrioti, che coltivano clandestinamente il positivismo. A 17 anni Maria ha già rifiutato ogni religiosità; quel che c'è in lei di razionalità e, nello stesso tempo, di fede nel progresso, trova nel positivismo un'armatura e, nell'interpretazione polacca, una via d'azione. Verso la fine della sua vita, rievocando il tempo in cui, sotto il naso della polizia zarista, andava a portare la fiaccola della conoscenza ai dipendenti di una sartoria e raccoglieva una biblioteca per gli operai, scriverà:

Maria stringe un patto con la sorella Bronisława, che desidera studiare medicina a Parigi, nonostante le ristrettezze economiche della famiglia: lavorerà per aiutare la sorella a pagarsi gli studi, e quando la sorella si sarà laureata, sarà lei ad aiutare Maria. Quindi nel 1885 Maria si presenta in un'agenzia di collocamento per cercare lavoro e trova un'occupazione come governante presso diverse famiglie.

Dopo un primo lavoro a casa di una famiglia di avvocati di Varsavia, a Maria viene offerto un nuovo posto e lei lo accetta: lo stipendio sarà più elevato. Ma deve anche accettare l' esilio: lavorerà a tre ore di treno e quattro di slitta da Varsavia. Il 1º gennaio 1886, "la signorina Maria" prende servizio dagli Zorawski e dopo un anno di servizio accade l'imprevedibile: di ritorno dalle vacanze di Natale, Casimiro, il maggiore dei ragazzi Zorawski, si invaghisce di questa fanciulla che non assomiglia a nessun'altra. Maria non confida a nessuno i suoi sentimenti, ma è pronta a sposarlo; i genitori di lui però si oppongono al matrimonio. Casimiro deluso dalla disapprovazione dei suoi, torna a Varsavia per proseguire gli studi di ingegneria agraria, mentre Maria è costretta a restare per aiutare economicamente la sorella Bronia, ma non riesce a mandar giù l'offesa subita e tre anni dopo, a fine contratto, riesce finalmente ad andarsene e trova lavoro presso ricchi industriali di Varsavia. L'esilio è finito. Uscire da quel "buco di provincia" è già respirare, ma per il resto Maria ha dovuto ridurre di parecchio le sue ambizioni, così scrive a suo fratello Jozef in un momento di depressione:

Nel 1891 Maria può finalmente lasciare il lavoro e trasferirsi a Parigi, ospite di sua sorella Bronisława e del marito Casimiro Dluski, per proseguire i suoi studi. È il 3 novembre 1891, Marie "attraversa il cortile della Sorbona" dove si è iscritta, francesizzando il suo nome, per preparare una laurea in scienze. Compirà 24 anni il 7 novembre. Esattamente quindici anni più tardi, il 5 novembre 1906, Marie Curie sarà la prima donna ammessa a insegnare alla Sorbona.

Pierre Curie e gli studi sulla radioattività

Pierre Curie entra in scena nella vita di Marie nel 1894. Fisico e matematico nato a Parigi nel 1859, all'epoca del loro incontro Pierre Curie ha 35 anni e lei 26, lavorava come istruttore di laboratorio alla Scuola di fisica e chimica industriale e stava studiando i fenomeni della piezoelettricità che consistono nella produzione di cariche elettriche in seguito alla compressione o alla dilatazione dei cristalli privi di un centro di simmetria. Fra i due nasce una solida amicizia basata sullo studio, sulla ricerca e sull'aiuto reciproco; basi su cui poi fonderanno il loro matrimonio nel 1895. Marie sarà sensibilmente restia a rinunciare alla sua indipendenza anche per l'uomo che ama, motivo per cui decide di non rinunciare totalmente al suo cognome e di farsi chiamare Marie Curie Sklodowska; d'altronde, sarà sempre una donna emancipata per i suoi tempi. La realizzazione, che altre sono costrette, compiacenti o rassegnate, a cercare nel matrimonio e nella maternità, Marie la cerca in ciò che fa.

Marie Curie insieme a quattro studentesse. Da sinistra, in piedi: Madeleine ed Eugénie Cotton; sedute: Anna Cartan, Marie Curie e Marthe Baillaud (nipote di Jules Tannery) (1910-1915). Foto Library of Congress

Marie Curie dedicò la sua vita all'isolamento e alla concentrazione del radio e del polonio, presenti in piccolissime quantità nella pechblenda proveniente da Jáchymov. La pechblenda è un minerale radioattivo e una delle principali fonti naturali di uranio. I coniugi Curie notarono che alcuni campioni erano più radioattivi di quanto lo sarebbero stati se costituiti di uranio puro; ciò implicava che nella pechblenda fossero presenti altri elementi. Decisero così di esaminare tonnellate di pechblenda riuscendo così, nel luglio del 1898, a isolare una piccola quantità di un nuovo elemento dalle caratteristiche simili al tellurio e 330 volte più radioattivo dell'uranio che fu chiamato polonio in onore del Paese di origine della scienziata. Il resoconto di tale lavoro, unitamente a quello immediatamente successivo che portò alla scoperta del radio, divenne la tesi di dottorato di Maria Skłodowska.

Il polonio però ha un'attività eccessiva, una vita troppo breve perché ne sia possibile l' estrazione su scala industriale; per questo il radio eclisserà ben presto la sua gloria. Ma il polonio ha una particolarità che le darà occasione di rivincita trentaquattro anni dopo. Emette un solo raggio: il raggio alfa ad alta energia, mentre il radio ne emette molti. Nel 1932, servendosi di una sorgente di polonio, James Chadwick scoprirà una delle tre particelle che compongono l' atomo, che cercava da dieci anni: il neutrone.

Marie ha avuto forse troppa fretta nel denominare il nuovo elemento; infatti, appena hanno avuto la certezza della sua esistenza, nuovi esperimenti portano a concludere ai coniugi Curie che la pechblenda debba contenere un altro nuovo elemento. Pierre afferma:

I sali di radio puri sono incolori, ma le loro radiazioni colorano le provette di vetro che li contengono con una tinta azzurro- malva. In quantità sufficiente, le radiazioni provocano un chiarore visibile al buio.

Quando questo chiarore cominciò a irradiarsi nell'oscurità del laboratorio, Pierre fu felice: ignorava gli effetti nocivi che queste radiazioni hanno sull'organismo umano.

Il radio si trova, come l'uranio, nella pechblenda, ma in quantità infinitesimale. Per ottenere alcuni milligrammi di radio, abbastanza puro da poter stabilire il suo peso atomico, è necessario trattare tonnellate di pechblenda. Maria lavora instancabilmente nel suo capannone/laboratorio; attinge da un sacco una ventina di chili di pechblenda per volta che versa in una bacinella di ghisa. Poi, mette la bacinella sul fuoco, scioglie, filtra, precipita, raccoglie, discioglie ancora, ottiene una soluzione, la travasa, la misura. E ricomincia. L'operazione di purificazione richiede l'utilizzo di solfuro di idrogeno. È un gas tossico e nella rimessa non c'è cappa di aerazione. Inoltre se un granello di polvere o una particella di carbone cadessero in uno dei recipienti dove le soluzioni purificate cristallizzano, sarebbero giorni di lavoro perduti. Maria si dedica con accanimento a separare il radio dal bario con il metodo della cristallizzazione frazionata che ha ideato e messo a punto.

Nei salotti parigini non si parla d'altro che del radio. L' Accademia delle scienze apre ai Curie un credito di 20 000 franchi per "l'estrazione delle materie radioattive". Ne nascerà una terapeutica, un'industria e una leggenda. Negli ambienti scientifici, nessuno dubitava più che il radio fosse un elemento. La radioattività sconvolge le leggi dell'universo fisico che essa lasciava intravedere catturando l'immaginazione dei ricercatori.

Lo stesso Henri Becquerel, che ha trasportato nella tasca del suo gilet una provetta contenente radio si è ustionato. Ha raccontato ai Curie la sua avventura dichiarando:

Con una decisione insolita, Marie Curie intenzionalmente non depositò il brevetto internazionale per il processo di isolamento del radio, preferendo lasciarlo libero affinché la comunità scientifica potesse effettuare ricerche in questo campo senza ostacoli, in maniera tale da favorire il progresso in questo settore scientifico.

Il 19 aprile 1906 Maria si trova in campagna con le figlie, Pierre è a Parigi e sta percorrendo a piedi rue Dauphine per raggiungere l'Accademia quando viene travolto da una carrozza e muore investito dai cavalli e dalle ruote del carro. Morto giovedì pomeriggio, Pierre Curie viene sepolto sabato mattina, senza cerimonia, nel cimitero di Sceaux dove riposa sua madre, alla presenza degli amici e della moglie.

La signora Curie d'ora in poi sarà la "vedova illustre" e ottiene la cattedra di fisica generale alla Sorbona appartenuta precedentemente al marito. Nel 1911 durante il primo congresso Solvay intraprende una relazione con il collega scienziato Paul Langevin, i due erano colleghi a Parigi. La relazione divenne scandalosa per il fatto che Langevin era padre di quattro figli e il suo matrimonio andò all'aria, proprio a causa di questa avventura. La storia d'amore tra la vedova Curie e lo sposato Langevin causò una protesta pubblica tale che l'Accademia svedese, sul punto di assegnare il secondo premio Nobel alla Curie, aveva avuto dei ripensamenti. Malgrado la stampa dell'epoca attaccasse continuamente la donna, l'Accademia assegnò il premio a Marie Curie, con il consiglio tuttavia di non partecipare alla cerimonia. Un consiglio che lei ignorò. Lo scandalo causò anche cinque duelli in difesa di Marie Curie, che Langevin dovette combattere per onore. Langevin rimediò solo piccole ferite, ma ad altri andò peggio.

La prima guerra mondiale e gli ultimi anni

Marie Curie con le due figlie Ève e Irène

Durante la prima guerra mondiale, Marie Curie operò insieme alla figlia Irène in qualità di radiologa per il trattamento dei soldati feriti: dotando un'automobile di un'apparecchiatura radiografica rese possibili le indagini radiologiche effettuate in prossimità del fronte e partecipò alla formazione di tecnici e infermieri. Dopo la guerra divenne attiva nella Commissione Internazionale per la Cooperazione Intellettuale della Lega delle Nazioni per migliorare le condizioni di lavoro degli scienziati.

Nel 1909 fondò a Parigi l' Institut du radium, oggi noto come Istituto Curie e, nel 1932, un altro analogo istituto a Varsavia, anch'esso successivamente rinominato Istituto Curie.

Nel 1921 effettuò un viaggio negli Stati Uniti per raccogliere i fondi monetari necessari a continuare le ricerche sul radio; ovunque fu accolta in modo trionfale.

Negli ultimi anni della sua vita fu colpita da una grave forma di anemia aplastica, malattia quasi certamente contratta a causa delle lunghe esposizioni alle radiazioni di cui, all'epoca, si ignorava la pericolosità. Morì nel sanatorio di Sancellemoz di Passy in Alta Savoia, nel 1934. Ancora oggi, tutti i suoi appunti di laboratorio successivi al 1890, persino i suoi ricettari di cucina, sono considerati pericolosi a causa del loro contatto con sostanze radioattive. Sono conservati in apposite scatole piombate e chiunque voglia consultarli deve indossare abiti di protezione.

La figlia maggiore, Irène Joliot-Curie, vinse anch'ella un premio Nobel per la chimica (insieme al marito Frédéric Joliot-Curie) nel 1935. La secondogenita, Ève Denise Curie, scrittrice, fu tra l'altro consigliere speciale del Segretariato delle Nazioni Unite e ambasciatrice dell' UNICEF in Grecia.

La nipote Hélène Langevin-Joliot è professoressa di fisica nucleare all' Università di Parigi. Un altro nipote, Pierre Joliot è un noto biochimico che si occupa dello studio della fotosintesi.

Il diploma del premio Nobel per la fisica 1903 attribuito a Pierre e Marie Curie, assieme a Henri Becquerel

Maria Skłodowska-Curie fu la prima persona a vincere o condividere due premi Nobel. Oltre a lei, soltanto un'altra persona, sino ad ora, ha ricevuto due premi Nobel in due campi differenti: Linus Pauling che, oltre a quello per la chimica nel 1954, ne ha ottenuto un altro nel 1962 per la pace. Altri ne hanno ricevuti due nello stesso settore: John Bardeen (entrambi in fisica), K. Barry Sharpless e Frederick Sanger (entrambi in chimica).

Primo Congresso Solvay, Bruxelles, 1911

Insieme al marito Pierre Curie e ad Antoine Henri Becquerel, Maria Skłodowska-Curie ricevette - prima donna della storia - il premio Nobel per la fisica nel 1903:

In occasione della conferenza per il primo premio Nobel, Pierre Curie pronunciò queste parole:

Otto anni dopo, nel 1911, a Maria fu dato un altro premio Nobel, questa volta per la chimica:

Assieme al marito Pierre Curie ricevette la Medaglia Davy nel 1903 e la Medaglia Matteucci nel 1904.

Il 20 aprile 1995 le sue spoglie (insieme a quelle del marito Pierre) sono state trasferite dal cimitero di Sceaux al Pantheon di Parigi. È stata la prima donna della storia ad avere ricevuto questo onore (per meriti propri). Per il timore di contaminazioni radioattive, la sua bara è stata avvolta in una camicia di piombo.

Una moneta da 100 franchi francesi e una banconota da 20 000 złoty polacchi che la raffigurano furono emesse negli anni novanta.

Ai coniugi Curie è stato dedicato un asteroide, il 7000 Curie, e un minerale di uranio: la curite. A Maria-Skłodowska è stato dedicato un altro minerale di uranio: la sklodowskite oltre all'unità di misura della radioattività: il curie.

Marie Curie, La vita non è facile, e allora?, a cura di Massimiliano Borelli, Roma, L'orma, 2015, ISBN 9788898038596

Marie Curie, Autobiografia, Castelvecchi, Roma, 2017, ISBN 8832820226

Marie Curie, Per amore. La storia di Pierre e Marie Curie raccontata da Marie, traduzione di Andrea Veglio, 2022, ISBN 9798846257696

Letteratura

1. ^ (EN) Marie Curie , in Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

2. ^ Curie, Pierre e Marie , in Treccani.it - Enciclopedie on line, Roma, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.

3. Marie Curie, ^ Autobiografia, Castelvecchi, Roma, 2017, ISBN 8832820226

4. Stefania Podda, Marie Curie, Milano, Corriere Della Sera, 7 luglio 2020.

5. ^ Pascale Hédelin, CAPUCINE, L'incroyable destin de Marie Curie, qui découvrit la radioactivité , Bayard Jeunesse, 2022, ISBN 9791036347481.

6. Marie Curie, Focus

7. ^ Medaglia "Matteucci" , su accademiaxl.it, Accademia dei XL (archiviato dall'url originale il 15 novembre 2011).

Françoise Giroud, Marie Curie: Il primo Nobel di nome donna, Milano, Rizzoli, 1982.

Bill Bryson, Breve storia di (quasi) tutto, traduzione di Mario Fillioley, Parma, Ugo Guanda Editore, 2006, ISBN 88-8246-770-8.

Gabriella Greison, L'incredibile cena dei fisici quantistici, Salani, 2019, ISBN 8831002023.

Curie, Pierre e Marie , su Treccani.it - Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.

CURIE, Marie , in Enciclopedia Italiana, I Appendice, Istituto dell'Enciclopedia Italiana, 1938.

Curie, nata Sklodowska, Marie , in Dizionario delle scienze fisiche, Istituto dell'Enciclopedia Italiana, 1996.

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Maria Sklodowska-Curie su Europeana

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Maria Salomea Skłodowska, più conosciuta come Marie Curie o Maria Skłodowska Curie (pronuncia polacca: [ˈmarja skwɔˈdɔfska kʲiˈri]) ( Varsavia, 7 novembre 1867 - Passy, 4 luglio 1934), è stata una fisica, chimica e matematica polacca naturalizzata francese. Nel 1903 fu la prima donna insignita del premio Nobel.

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(Nobel 1923)

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Il dibattito su questo punto continuò molto a lungo anche perché vennero riscontrate incongruenze fra il numero di misure riportate nelle pubblicazioni di Millikan (58) ed il numero di quelle riportate nei suoi quaderni di laboratorio (175) dando l'impressione che egli avesse artificialmente scartato i risultati sfavorevoli alla sua ipotesi.

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(si collega anche con "La guerra e i regimi totalitari")

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Enrico Fermi nel 1943 Premio Nobel per la fisica 1938

Noto principalmente per gli studi teorici e sperimentali nell'ambito della meccanica quantistica e della fisica nucleare, tra i suoi maggiori contributi si possono citare la teoria del decadimento beta, la statistica di Fermi-Dirac e i risultati riguardanti le forze nucleari debole e forte.

Dopo l'attività di ricerca alla guida del gruppo dei cosiddetti " ragazzi di via Panisperna" a Roma, si trasferì negli Stati Uniti, dove progettò e guidò la costruzione del primo reattore nucleare a fissione, che produsse la prima reazione nucleare a catena controllata, e fu uno dei direttori tecnici del Progetto Manhattan, che portò alla realizzazione della bomba atomica. Fu, inoltre, tra i primi ad interessarsi alle potenzialità della simulazione numerica in ambito scientifico, nonché l'iniziatore di una feconda scuola di fisici, tanto in Italia quanto negli Stati Uniti.

Ricevette nel 1938 il premio Nobel per la fisica per "l'identificazione di nuovi elementi della radioattività e la scoperta delle reazioni nucleari mediante neutroni lenti". In suo onore, venne dato il nome a un elemento della tavola periodica, il fermio (simbolo Fm), a un sottomultiplo del metro comunemente usato in fisica atomica e nucleare, il fermi, nonché a una delle due classi di particelle della statistica quantistica, i fermioni.

Enrico Fermi nacque a Roma il 29 settembre 1901 da Alberto Fermi, piacentino, ispettore capo presso il Ministero delle poste e dei telegrafi, e da Ida De Gattis, barese, insegnante di scuola elementare nella capitale. Era l'ultimo di tre figli: la sorella primogenita Maria (nata il 12 aprile 1899 e morta il 26 giugno 1959 nel disastro aereo di Olgiate Olona) e il fratello Giulio, maggiore di un anno. Mostrò fin da piccolissimo di possedere una memoria eccezionale e una grande intelligenza, che gli permisero di primeggiare negli studi.

Una delle prime fonti per soddisfare la sua fame di conoscenza fu un trattato del 1840 trovato al mercato romano di Campo de' Fiori, intitolato Elementorum physicae mathematicae, del padre gesuita Andrea Caraffa, professore del Collegio Romano. Le novecento pagine in latino, comprendenti argomenti di matematica, meccanica classica, astronomia, ottica e acustica, furono studiate approfonditamente dal giovane Fermi, come dimostra il ritrovamento di molti foglietti e annotazioni all'interno dei due tomi.

Importante fu anche la conoscenza di un amico del fratello, Enrico Persico, di un anno più anziano e suo compagno di liceo, insieme al quale sviluppò con continue discussioni e, dopo l'iscrizione all'università, con scambi epistolari, le sue conoscenze in fisica e matematica, già stimolate in entrambi da un loro comune insegnante di fisica del liceo, il professor Filippo Eredia. I due amici vinsero, nel 1926, due delle prime tre cattedre di fisica teorica (insieme ad Aldo Pontremoli) istituite in Italia.

Durante gli anni del liceo, conobbe inoltre un collega del padre e amico di famiglia, l'ingegner Adolfo Amidei, il quale, impressionato dalla sua straordinaria intelligenza, ne guidò la formazione, prestandogli diversi trattati di livello universitario che il giovane Fermi lesse con grande passione. In particolare, nel 1914, a tredici anni, ricevette in prestito da Amidei il testo Die Geometrie der Lage di Theodor Reye e il Traité de trigonométrie di Joseph-Alfred Serret; nel '15 gli prestò il Corso di Analisi Algebrica con introduzione al Calcolo Infinitesimale di Ernesto Cesaro e le Lezioni di geometria analitica di Luigi Bianchi; nel '16 le Lezioni di analisi infinitesimale di Ulisse Dini e nel '17 il Traité de mécanique di Siméon-Denis Poisson. Nel 1918 Amidei gli suggerì di iscriversi, anziché alla Sapienza di Roma, all' Università di Pisa e partecipare al concorso per entrare alla prestigiosa Scuola Normale Superiore della stessa città.

Per accedere alla prestigiosa università, Fermi dovette superare un concorso con il seguente tema: Caratteri distintivi dei suoni e loro cause. L'argomento fu svolto con straordinaria sicurezza e assoluto possesso dei mezzi matematici. Basandosi su quanto appreso nel trattato di meccanica di Poisson e utilizzando concetti come equazioni differenziali e sviluppo in serie di Fourier, descrisse esaustivamente il carattere del suono analizzando alcuni casi specifici. Il livello del suo svolgimento fu talmente elevato da riuscire sbalorditivo per la commissione esaminatrice. In seguito a un colloquio orale svolto dal prof. Giulio Pittarelli, venne confermata l'eccellenza della preparazione del diciassettenne Fermi, che ottenne il primo posto in graduatoria. Durante il colloquio il prof. Pittarelli si espose, preannunciando al giovane studente romano che sarebbe diventato un importante scienziato.

Nel 1921, al terzo anno di università, pubblicò i suoi primi due lavori sulla rivista scientifica Nuovo Cimento: Sulla dinamica di un sistema rigido di cariche elettriche in modo transitorio e Sull'elettrostatica di un campo gravitazionale uniforme e sul peso delle masse elettromagnetiche. Il primo di questi lavori portò a una conclusione che poneva in contraddizione il calcolo della massa effettuato nell'ambito della teoria di Lorentz con il principio di equivalenza dell'energia di Einstein. Tale apparente contraddizione venne chiarita l'anno seguente dallo stesso Fermi nell'articolo Correzione di una grave discrepanza fra la teoria elettrodinamica e quella della relativistica delle masse elettromagnetiche. Inerzia e peso dell'elettricità, che apparve prima sulla rivista I rendiconti e in seguito sulla prestigiosa rivista tedesca Physikalische Zeitschrift.

Nel 1922 pubblicò il suo primo importante lavoro sulla rivista Rendiconti dell'Accademia dei Lincei, dal titolo Sopra i fenomeni che avvengono in vicinanza di una linea oraria, dove introduceva per la prima volta quelle che verranno in seguito denominate le coordinate di Fermi, e dimostrò che, in prossimità di una linea oraria, lo spazio si comporta come se fosse euclideo.

Sempre nel 1922 cominciò la sua tesi di laurea sperimentale sulle immagini di diffrazione dei raggi X prodotte da cristalli curvi. È da notare che i tubi per i raggi X furono fabbricati da Fermi insieme ad altri due studenti: Nello Carrara e Franco Rasetti, nell'ambito dei loro esperimenti "liberi" all'interno del laboratorio di fisica presso l'Istituto di fisica della Normale. I tre ragazzi avevano libero accesso al laboratorio e alla biblioteca su permesso del capo dell'istituto stesso. Secondo Franco Rasetti, Fermi dimostrò di essere un fisico completo, svolgendo una tesi sperimentale pur essendo già noto come fisico teorico. Ad ogni modo, sembra che allora Fermi preferisse gli aspetti teorici rispetto a quelli sperimentali: in una lettera all'amico Persico, datata marzo 1922, fa capire che non vedeva l'ora di terminare la tesi per potersi dedicare alla meccanica quantistica. Il 4 luglio dello stesso anno si laureò presso l'ateneo pisano con Luigi Puccianti e il successivo 7 luglio si diplomò pure alla Normale; in entrambi i casi, ottenne la magna cum laude.

Nel 1923, in seguito alla scrittura dell'appendice del libro Fondamenti della relatività einsteiniana di August Kopff, Fermi, specializzatosi ulteriormente nello studio della relatività generale grazie a Giuseppe Armellini e Tullio Levi-Civita, pose per la prima volta l'accento sull'enorme quantità di energia insita nella famosa equazione , osservazione che può essere vista come il primo vero passo nella direzione della generazione di energia atomica.

Nel 1924 fu iniziato nella Loggia massonica "Adriano Lemmi" del Grande Oriente d'Italia a Roma.

Subito dopo la laurea, il giovane Fermi si presentò a Orso Mario Corbino, professore di fisica sperimentale, e, nel 1923, grazie a una borsa di studio, si recò per sei mesi a Gottinga presso la scuola di Max Born. Il periodo a Gottinga non si rivelò molto fruttuoso e le ragioni sembrano essere di vario tipo: c'è chi sostiene che non si trovò a suo agio con lo stile eccessivamente teorico e formale della principale scuola di fisica quantistica dell'epoca, chi, come Emilio Segrè, sostiene che Fermi era da un lato timido e da un lato troppo orgoglioso, e chi, anche, che i suoi colleghi ( Born, Heisenberg, Pauli e Jordan) erano forse troppo impegnati con le loro ricerche.

Durante questi sei mesi, piuttosto che occuparsi di risolvere le contraddizioni della cosiddetta old quantum physics, introdotta da Bohr e Sommerfeld e su cui si stavano cimentando i suoi colleghi a Gottinga, preferì studiare i limiti di applicazione ai sistemi atomici del cosiddetto principio delle adiabatiche, enunciato da Paul Ehrenfest, che formulava una delle idee guida per ricavare le condizioni di quantizzazione della old quantum physics.

Nonostante il non perfetto ambientamento, la produzione scientifica di Fermi a Gottinga fu intensa. A un mese dall'arrivo, pubblicò un articolo dal titolo Il principio delle adiabatiche ed i sistemi che non ammettono coordinate angolari, articolo in cui si proponeva di determinare i limiti di validità del principio di Ehrenfest, mostrando che per particolari trasformazioni adiabatiche veniva a perdere la sua base.

Due mesi dopo pubblicò un secondo articolo sulla rivista Physikalische Zeitschrift, dal titolo Dimostrazione che in generale un sistema meccanico normale è quasi ergodico, articolo che attrasse l'attenzione di Ehrenfest.

In questo articolo, dal titolo Alcuni teoremi di meccanica analitica importanti per la teoria dei quanti, Enrico Fermi dimostra la validità del principio di Ehrenfest per determinare le orbite quantiche di un sistema atomico a tre corpi, dimostrando, inoltre, che in sistemi con più di una costante di moto il principio di Ehrenfest non è valido.

Tornato da Gottinga, scrisse il suo primo importante contributo alla meccanica quantistica intitolato Sulla probabilità degli stati quantici, lavoro presentato da Corbino all'Accademia dei Lincei il 16 dicembre 1923. In questo lavoro mostra il paradosso della statistica classica in relazione al calcolo della probabilità dei diversi stati quantici di un gas di atomi a temperatura elevata. Secondo la statistica classica i diversi stati quantici di un atomo hanno la medesima probabilità, ipotesi che porta paradossalmente la somma delle probabilità di tutti i possibili stati quantici a infinito, quando la probabilità massima di qualunque sistema è per definizione uguale a 1. La soluzione formale a questa contraddizione era quella di un'ipotesi ad hoc al fine di definire come non possibili tutte le orbite di stati quantici per cui il raggio dell'atomo è maggiore della distanza media tra atomo e atomo. Fermi risolse elegantemente tale paradosso calcolando mediante la termodinamica una legge contenente un fattore che rende trascurabili i contributi della serie con numeri quantici elevati. Tale approccio è noto in letteratura come Fermi-Urey.

Nel gennaio del 1924 Fermi pubblica un lavoro dal titolo Sopra la riflessione e la diffusione della risonanza, in cui sviluppa la teoria del fenomeno della risonanza ottica. Nello stesso mese scrisse anche Considerazioni sulla quantizzazione di sistemi che contengono elementi identici, che rappresenta il primo vero passo verso quella che sarà una delle sue principali scoperte da lì a due anni: la nuova statistica quantistica che porta il nome di statistica di Fermi-Dirac.

Nell'estate del 1924 pubblicò un articolo dal titolo Sulla teoria dell'urto fra atomi e corpuscoli elettrici, pubblicato prima in italiano sul Nuovo Cimento e in seguito in tedesco su Zeitschrift für Physik. Tale studio rappresenta il primo importante contributo di Fermi alla cosiddetta old quantum physics. Nell'articolo menzionato, Fermi elaborò un metodo, conosciuto in seguito come metodo dei quanti virtuali o metodo dei fotoni equivalenti, basato sull'analogia fra la ionizzazione di un atomo prodotta da una luce a una opportuna frequenza e quella prodotta da elettroni con sufficiente velocità. Con le sue stesse parole:

A Leida, oltre ad approfittare della guida scientifica di Ehrenfest, Fermi ebbe anche modo di conoscere autorità mondiali della fisica, come Einstein e Lorentz, e strinse amicizia con Samuel Goudsmit e Niko Tinbergen.

Le prime impressioni del periodo a Leida sono riportate in una lettera del 23 ottobre 1924 al suo amico Enrico Persico:

Il periodo a Leida fu particolarmente fruttuoso. Nella corrispondenza fra Fermi e Persico si parla delle numerose scoperte fatte da Fermi a Leida. Una su tutte fu descritta in un lavoro pubblicato con il titolo Sopra l'intensità delle righe multiple, dove Fermi ricava le espressioni dell'intensità delle varie componenti delle righe multiple degli spettri atomici di diversi elementi. L'accordo trovato con i dati sperimentali fu migliore di quello di Heisenberg e Sommerfeld nella trattazione teorica del problema.

Fra il 1924 e 1925 Fermi fu chiamato, su invito del sindaco di Firenze e direttore dell'istituto di fisica Antonio Garbasso, a occupare la cattedra di fisica matematica presso l' ateneo cittadino. Durante questo periodo, iniziò alcune ricerche di fisica atomica con il ritrovato amico Franco Rasetti. I due amici portarono avanti importanti ricerche sperimentali sugli spettri atomici per mezzo di campi a radiofrequenza, e con le stesse parole di Rasetti:

Le ricerche furono anche in qualche modo avventurose, sempre con le parole di Rasetti:

Fra il 1924 e 1925 Fermi cerca di fare carriera universitaria, ben conscio delle sue capacità. Prima partecipa a un concorso a cattedra a Firenze senza aver successo. In seguito, insieme a Volterra, Civita e Corbino, cerca di istituire la prima cattedra di fisica teorica in Italia a Roma. Ma dovrà aspettare un altro anno e mezzo per riuscire in questa impresa.

Fermi piuttosto, come riporta Emilio Segrè, si lasciò colpire dal lavoro di Schrödinger sulla meccanica ondulatoria. In questo periodo, partendo da un lavoro di Born in cui il formalismo di Schrödinger veniva usato per comprendere urti e diffusione fra le particelle, insieme con una prima interpretazione probabilistica della funzione d'onda, Fermi pubblicò un lavoro dal titolo Sulla meccanica ondulatoria dei processi d'urto. Finalmente, nel dicembre 1925, Fermi scrisse il suo celebre lavoro Sulla quantizzazione del gas perfetto monoatomico, che venne presentato da Corbino alla Accademia dei Lincei e pubblicato in versione ampliata e completa su Zeitschrift für Physik.

"Caro Signore!

Sinceramente suo

Enrico Fermi."

Genesi della statistica delle particelle

Fermi cominciò a occuparsi per la prima volta nel 1923 a Leida quando affrontò la determinazione della costante assoluta dell'entropia per un gas perfetto monoatomico. Tale problema aveva già visto coinvolto prima Otto Sackur e Hugo Martin Tetrode e in seguito Otto Stern. Fermi pubblicò nel 1923 su Rendiconti dell'Accademia dei Lincei un articolo dal titolo Sopra la teoria di Stern della costante assoluta dell'entropia rifiutando la struttura di base della sua teoria, e con le sue parole:

L'anno successivo pubblicò su Nuovo Cimento l'articolo dal titolo Considerazione sulla quantizzazione dei sistemi che contengono elementi identici. In questo articolo Fermi mostra come le regole di quantizzazione di Sommerfeld predicono sì perfettamente le frequenze dello spettro dell'atomo di idrogeno, ma non danno sicurezza alcuna per gli spettri di atomi più complessi. Egli afferma:

Fermi concluse che le regole di quantizzazione di Sommerfeld non bastassero più per ricavare la formula Sackur-Tetrode per l'entropia:

Nel 1925 Wolfgang Pauli enunciò quello che va sotto il nome di principio di esclusione di Pauli. Fermi come ricorda Rasetti

L'obiettivo di Fermi era chiaro: egli voleva

Al fine di poter applicare il principio di esclusione di Pauli per gli elettroni orbitali dell'atomo alle molecole di un gas perfetto, Fermi dovette affrontare il problema della quantizzazione del loro moto. A questo proposito Fermi impose che le molecole del gas fossero soggette a un campo di forze elastiche attrattive tridimensionali sul modello dell'oscillatore armonico. Ricorda Rasetti:

Come conseguenza dell'uso del potenziale armonico, Fermi, sfruttando il principio delle adiabatiche di Ehrenfest, riuscì a stabilire che esiste una temperatura critica al di sotto della quale la statistica di un gas di particelle devia fortemente dalla statistica classica di Boltzmann. In seguito ottenne le espressioni per un gas fortemente degenere (al di sotto della temperatura critica) della pressione e dell'energia di punto zero, e una formula per il calore specifico a volume costante che tende a zero linearmente con la temperatura. Riottenne anche l'equazione classica di un gas perfetto e un valore dell'entropia coincidente con quello di Sackur-Tetrode.

Applicazione della statistica e riconoscimento della sua importanza

Nel dicembre del 1926 il fisico britannico Ralph Fowler applicò la statistica di Fermi-Dirac per un problema di astrofisica riguardante le cosiddette nane bianche. Lo stesso Pauli applicò la statistica per uno studio riguardante sostanze paramagnetiche. Nel 1927, in occasione del centenario della morte di Alessandro Volta, fu organizzato a Como un importante congresso internazionale a cui presero parte tutti i principali scienziati del mondo. Durante tale congresso, Sommerfeld mostrò come una serie di fenomeni termici ed elettrici non interpretabili con le teorie classiche, trovassero immediata spiegazione grazie alla nuova statistica di Fermi-Dirac. Rasetti ricorda:

Nel 1927 lo stesso Fermi applicò la sua stessa statistica al cosiddetto modello atomico di Thomas-Fermi. In tale modello gli elettroni sono ipotizzati essere come un gas degenere di Fermi, mantenuti intorno al nucleo dalla forza coulombiana. Fermi e i suoi allievi usarono tale modello per studiare le proprietà degli atomi che variano regolarmente al variare del numero atomico. A proposito di questo periodo e in generale sul metodo di lavoro di Fermi sono interessanti le parole di Amaldi:

L'Istituto di Via Panisperna e la fisica nucleare italiana

I ragazzi di via Panisperna. Da sinistra: Oscar D'Agostino, Emilio Segrè, Edoardo Amaldi, Franco Rasetti ed Enrico Fermi. Foto scattata da Bruno Pontecorvo

Così nel 1927-1928 Emilio Segrè, Edoardo Amaldi ed Ettore Majorana completarono il gruppo. Fermi aveva così, grazie anche al forte interessamento di Corbino, la sua scuola formata da allievi giovanissimi, dove, attraverso seminari informali e spesso improvvisati, insegnava i segreti della fisica. Il gruppo dei ragazzi di via Panisperna, all'apice del suo splendore, fu costituito da Amaldi, Bruno Pontecorvo, Rasetti, Segrè, Majorana e dal chimico Oscar D'Agostino. Il gruppo proseguì con i suoi famosi esperimenti fino al 1935, quando Rasetti lasciò l'Italia per il Canada e poi per gli Stati Uniti, Pontecorvo andò in Francia e Segrè preferì andare a insegnare a Palermo.

Segrè ricorda così la maniera di fare lezione al gruppo da parte di Fermi:

L'attività di ricerca del gruppo durante questo periodo è ricordata da Rasetti con le sue stesse parole:

Fermi in toga accademica (al centro) con Franco Rasetti (a sinistra) ed Emilio Segrè (a destra)

Le ricerche di quel periodo si concentrarono sull'effetto Raman in molecole e cristalli, sugli spettri di assorbimento dei metalli alcalini e sulle strutture iperfini delle righe spettrali. Nel 1929 Fermi e Rasetti compresero che la ricerca sulla spettroscopia e la fisica atomica stava per volgere alla fine, dato che la meccanica quantistica aveva risolto la maggior parte delle questioni aperte. Il nuovo corso del gruppo fu di investigare il nucleo dell'atomo. Corbino, in un celebre discorso intitolato I nuovi compiti della fisica sperimentale, si fece carico davanti alla Società Italiana per il Progresso delle Scienze del progetto di modernizzare la ricerca scientifica in Italia. Rasetti, Fermi e Corbino si fecero pertanto promotori della nuova politica scientifica che doveva basarsi sulla fondazione di laboratori di ricerca ben attrezzati, sulla formazione di ricercatori sia teorici sia sperimentali, e soprattutto sulla concentrazione di finanziamenti, risorse materiali e umane, nei settori più promettenti.

Il nuovo corso veniva così delineato da Corbino:

Il 29 marzo 1929 Fermi è nominato da Mussolini membro della Reale Accademia di Italia e si iscrive al partito fascista. Fermi, in seguito, cercò di ottenere ulteriori finanziamenti per il suo istituto, finanziamenti che arrivarono tramite fondi del CNR e che ammontavano a circa dieci volte il valore medio dei finanziamenti degli altri istituti.

Insieme con Antonio Garbasso evitò che i finanziamenti fossero mal distribuiti e li concentrò sulla fisica nucleare e sulla fisica dei raggi cosmici. Quando Fermi focalizzò le sue ricerche sul nucleo, si era già a conoscenza che la maggior parte dei nuclei esistenti era di natura stabile, e che altri sono radioattivi. In caso di decadimento radioattivo se ne conoscevano di tre tipi: tramite emissione di una particella o tramite l'emissione di una particella , e in genere accompagnati dall'emissione di un fotone . Compito della fisica nucleare era quello di studiare le forze che tengono insieme il nucleo. Infatti, attraverso la meccanica quantistica, si era in grado di spiegare solo, e approssimativamente, l'emissione di particelle .

Al fine di comprendere meglio il problema, Fermi organizzò fra l'11 e il 17 ottobre 1931 un congresso internazionale di fisica nucleare, insieme all'Accademia d'Italia e al CNR, di cui Fermi era segretario del comitato di fisica. Il congresso fu finanziato con duecentomila lire, una cifra enorme per l'epoca, e aperto con un intervento dello stesso Mussolini. L'organizzazione scientifica del congresso fu affidata a Fermi che personalmente invitò i più grandi scienziati mondiali, definendo direttamente il taglio degli interventi, e chiedendo espressamente di esporre non solo i problemi già risolti, ma soprattutto quelli non risolti.

Il congresso ebbe un'importanza scientifica enorme e vide la partecipazione di Marie Curie, Niels Bohr, Patrick Blochett, Robert Millikan, Arthur Compton, Werner Heisenberg e Wolfgang Pauli. Il congresso fu un catalizzatore di idee e soprattutto mise a fuoco le questioni centrali, teoriche e sperimentali, ancora aperte. Wolfgang Pauli, per esempio, avanzò per la prima volta l'esistenza di una nuova particella, il neutrino, per spiegare gli spettri continui degli atomi radioattivi durante il processo di decadimento . Ipotesi contrastata da Bohr, secondo cui in questo modo si violava la legge di conservazione dell'energia. Al contrario Fermi vedeva l'ipotesi favorevolmente. Il congresso si concluse con le seguenti parole di Corbino:

Tale profezia si rivelò corretta. Nel febbraio del 1932 James Chadwick scoprì al Cavendish Laboratory di Cambridge il neutrone. Nel settembre del 1932 Carl David Anderson al CalTech scoprì il positrone, risultato che venne poco dopo confermato da Patrick Blackett e Giuseppe Occhialini a Cambridge, dove crearono coppie elettrone/positrone confermando così la teoria di Dirac. Lo stesso anno Urey, Brickwedde e Murphy scoprirono il deuterio. Nel luglio 1932 una relazione congressuale accennò per la prima volta al neutrino di Pauli.

In seguito alle pubblicazioni di Chadwick sull'esistenza del neutrone, un allievo di Fermi, Ettore Majorana, propose un modello di atomo dove il nucleo era composto dai soli protoni e neutroni, elaborandone una teoria delle forze nucleari che li tengono insieme. Tali forze sono note oggi come forze di Majorana. Nell'ottobre del 1933, durante il settimo congresso Solvay, Pauli si convinse finalmente a pubblicare le sue teorie sul neutrino.

Teoria del decadimento β

Due mesi dopo il convegno Solvay, Fermi pubblicò il suo celebre lavoro sulla teoria del decadimento beta dal titolo: Tentativo di una teoria dei raggi β. Rasetti ne ricostruisce così la genesi:

Il badge di Fermi a Los Alamos

Nella teoria di Fermi, egli riprendeva l'ipotesi di Pauli del neutrino, e assunse che neutrone e protone fossero due stati differenti dello stesso oggetto, aggiungendo anche l'ipotesi che assumeva che l'elettrone espulso durante il procedimento di decadimento β non preesisteva nel nucleo prima di essere espulso, ma che veniva creato, insieme al neutrino nel processo di decadimento contemporaneamente alla trasformazione di un neutrone in un protone, analogamente a quello che avviene nella formazione di un quanto di luce che accompagna un salto quantico di un atomo. Per costruire la teoria del processo di decadimento beta, processo in cui il numero di particelle leggere non si conserva, Fermi ricorse al formalismo elaborato da Dirac all'interno della sua teoria quantistica della radiazione relativa all'interazione dell'elettrone con il corpo elettromagnetico. All'interno della sua teoria, Dirac descrive gli operatori di costruzione e distruzione che definiscono il processo di annichilimento o creazione di una particella una volta che abbia interagito con il campo elettromagnetico.

Fermi dimostrò che così come l'interazione elettromagnetica produce la conversione di un fotone in una coppia elettrone-positrone, così l'interazione di Fermi, oggi chiamata interazione debole, produce la trasformazione di un neutrone in un protone (o viceversa), accompagnato dalla creazione di un elettrone e di un neutrino.

Al fine di calcolare la probabilità con cui il processo avviene, Fermi costruì la funzione hamiltoniana più semplice e compatibile con le leggi di conservazione e di simmetria. La costante di grandezza che compare nell'hamiltoniana fu determinata da un confronto con dati sperimentali. Tale costante per l'interazione debole ha un significato analogo a quella della gravitazione. Nel suo lavoro, rifiutato dalla rivista , e accettato in seguito prima su Nuovo Cimento, e poi su Zeitschrift für Physik, Fermi calcolò la vita media del decadimento β, l'energia spettrale dell'elettrone emesso e le cosiddette regole di selezione del processo. A proposito di questo lavoro, Segrè ricorda:

La teoria di Fermi aprì un nuovo campo della fisica delle particelle elementari: la fisica delle interazioni deboli.

Il gruppo di Fermi cominciò a lavorare sulla radioattività artificiale in seguito alla scoperta della stessa da parte di Irene Curie e suo marito Frederic Joliot nel gennaio del 1934. Nell'autunno del 1934 Fermi e Rasetti cominciarono la costruzione degli strumenti necessari al fine di studiare la radioattività basata sull'esperienza fatta qualche mese prima da Rasetti al Kaiser Wilhelm Institut für Chemie a Berlino. Insieme costruirono una grande camera a nebbia e uno spettrometro a cristalli per raggi γ e vari contatori Geiger-Müller. Le sorgenti di neutroni vennero fornite e preparate da Giulio Cesare Trabacchi, direttore del laboratorio di fisica dell' Istituto Superiore di Sanità. Al contrario di quanto fatto da Curie e Joliot, Fermi decise di bombardare i nuclei bersagli con neutroni (cariche neutre) anziché con particelle α (cariche positive). Utilizzando come sorgenti di neutroni radon e berillio, Fermi cominciò a bombardare gli elementi del sistema periodico in maniera sistematica, ma solo quando arrivò al fluoro e all' alluminio, il suo contatore Geiger-Müller segnò finalmente i primi conteggi.

I primi risultati positivi vennero inviati alla rivista scientifica del CNR Ricerca Scientifica il 25 marzo del 1934, spiegati da Fermi come un nucleo che una volta soggetto a bersaglio assorbe un neutrone ed emette una particella α, dando luogo a un nuovo elemento radioattivo con numero atomico minore di due unità rispetto a quello di partenza. Fermi scrisse dieci articoli su questo tema, tutti con il titolo Radioattività provocata da bombardamento di neutroni N, con N da 1 a 10. Il gruppo di Fermi lavorò intensamente sulle nuove ricerche, e data la necessità di profonde conoscenze in chimica, decise di assumere Oscar D'Agostino, un chimico che si trovava a Parigi per approfondire le tecniche di radio chimica. Il lavoro procedeva speditamente e i risultati venivano, come detto, pubblicati immediatamente su Ricerca Scientifica. In poco tempo vennero irradiati con neutroni circa 60 elementi e almeno in 40 vennero identificati nuovi elementi radioattivi. Durante la fase di classificazione delle reazioni, il gruppo si accorse che i neutroni davano luogo alla formazione di nuovi nuclei radioattivi praticamente in tutti gli elementi irradiati, indipendentemente dal numero atomico. Scoprirono inoltre che nel caso di atomi leggeri, i radionuclidi prodotti avevano un numero atomico inferiore di una o due unità rispetto al nucleo iniziale mentre nel caso di elementi più pesanti i nuovi elementi erano isotopi del nucleo bombardato.

I risultati vennero interpretati in termini di reazioni nucleari (n, p) o (n,α), ovvero in termini di altezza del potenziale elettrostatico che le particelle cariche (protoni o particelle α) emesse dai nuclei bersaglio devono attraversare, essendo il potenziale elettrostatico minore per atomi leggeri rispetto agli atomi pesanti. I risultati del gruppo di Fermi fecero presto il giro del mondo, e il loro successo può essere riassunto per esempio con le parole di Lord Ernest Rutherford, eminenza dell'epoca nel campo della fisica nucleare:

La loro scoperta venne confermata dai maggiori fisici dell'epoca. I due nuovi elementi vennero denominati esperio e ausonio in onore di due antiche civiltà italiche. La scoperta, che nei piani di Fermi doveva rimanere segreta, venne invece subito resa pubblica da Corbino durante un discorso, dal titolo Risultati e prospettive della fisica moderna, tenuto di fronte all'Accademia dei Lincei alla presenza del re Vittorio Emanuele III. Fermi era contrario a dichiarazioni sensazionalistiche ed era convinto che le spiegazioni da loro date fossero errate. Infatti ciò che il gruppo aveva scoperto non erano due nuovi elementi, ma si trattava della fissione dell'uranio, come fu suggerito dalla chimica tedesca Ida Noddack. Nella seconda metà del 1934, il gruppo decise di passare da uno studio qualitativo delle attività radioattive dei materiali a uno quantitativo.

Lo studio fu assegnato da Fermi ad Amaldi e a Bruno Pontecorvo che si era da poco unito al gruppo. Il primo obiettivo era quello di ottenere risultati ben riproducibili, ma i due si imbatterono in difficoltà enormi, dato che le proprietà dei vari metalli sembravano dipendere fortemente dai materiali su cui la sorgente di neutroni e il campione irradiato venivano disposti. Per la mattina del 20 ottobre 1934 tutto era pronto per un esperimento sistematico per capire l'origine di questi strani fenomeni. Amaldi costruì il castelletto con pareti di piombo e ripeté le misure, collocando la sorgente e il campione d'argento da irradiare secondo varie disposizioni geometriche. L'esperimento consisteva nel bombardare con neutroni un bersaglio costituito da un campione di argento inserendo tra la fonte e il bersaglio un cuneo di piombo allo scopo di distinguere i neutroni "assorbiti" da quelli "diffusi".

Emilio Segrè ricorda:

La sera stessa Fermi e i suoi colleghi scrissero un breve articolo circa la scoperta per la rivista Ricerca Scientifica. L'articolo venne intitolato Azione di sostanze idrogenate sulla radioattività provocata da neutroni I, in cui gli autori avanzarono come possibile spiegazione:

In seguito a tale scoperta, il gruppo riorganizzò le sue attività di ricerca decidendo di concentrarsi maggiormente sull'effetto dei neutroni lenti piuttosto che sullo studio dei radionuclidi prodotti. La prima ricerca fu di determinare quantitativamente il cosiddetto coefficiente di acquacità che determina di quanto l'immersione in acqua di una sorgente e dei campioni sotto esame aumentasse la radioattività artificiale. Gli esperimenti mostrarono che alcuni elementi avevano una cattura neutronica maggiore di un ordine di grandezza fra 3 e 4 volte maggiore della cosiddetta sezione d'urto geometrica dei nuclei irradiati. Utilizzando la meccanica quantistica, Fermi riuscì a spiegare questo fenomeno, trovando una spiegazione per queste sezioni d'urto anomale e ricavando la legge generale della dipendenza dalla sezione d'urto di cattura dalla velocità dei neutroni incidenti, scoprendo così che, per velocità molto basse, la probabilità di cattura è inversamente proporzionale alla velocità.

Corbino convinse Fermi e i suoi ragazzi a brevettare il processo di produzione di sostanze radioattive artificiali mediante bombardamento di neutroni e l'aumento dell'efficienza del processo stesso dovuto all'uso dei neutroni lenti. Tale brevetto porta la data del 26.10.1935 e fu determinante per il successivo sviluppo dell' energia atomica. L'attività del gruppo proseguì con la ricerca della comprensione del gran numero di attività indotte nel torio e nell'uranio. L'ipotesi su cui si basava la ricerca era che oltre al decadimento β ci fosse un secondo decadimento denominato α, con un'emissione di nuclei di elio. Amaldi venne incaricato da Fermi di procedere con gli esperimenti alla ricerca degli emettitori α, ricerca che fallì, a parte per il caso dell'uranio.

Come reazione al pesante clima politico, i ritmi di lavoro divennero forsennati. Amaldi ricorda:

La scoperta dei neutroni lenti consolidò definitivamente la fama del gruppo di Fermi a livello mondiale. Già nel 1935, il gruppo si era reso conto che le sorgenti al radon- berillio erano molto deboli e che solo un acceleratore di particelle le avrebbe rese più intense. Fermi, intuendone l'importanza, voleva dotare il gruppo di una macchina di questo tipo. Nell'estate del 1935, Rasetti fu inviato a visitare il laboratorio di Robert Millikan a Pasadena e il Radiation Laboratory a Berkeley al fine di studiare le prestazioni degli impianti realizzati presso quei laboratori nel caso si fosse deciso di costruirne uno in Italia. A Pasadena, Rasetti studiò un acceleratore ad alto voltaggio messo a punto da uno studente di Millikan, mentre a Berkeley studiò il ciclotrone inventato da Ernest Lawrence.

La produzione di neutroni del ciclotrone era dell'ordine di 10 ¹⁰ neutroni al secondo, equivalente ai neutroni ottenibili con un chilogrammo di radon mescolato al berillio. Dopo un anno dalla visita di Rasetti, anche Segrè si recò a Berkeley e notò che il ciclotrone era stato nel frattempo enormemente migliorato. Tornato in Italia, abbandonò insieme a Fermi l'idea di costruire un ciclotrone in Italia a causa del costo elevato. Nel novembre 1936, Fermi e Domenico Marotta, direttore dell' Istituto di Sanità pubblica, presentarono la proposta per realizzare un acceleratore di tipo Cockcraft-Walton da 1 MeV, che sarebbe stato realizzato, presso l'Istituto di Sanità pubblica, solo alcuni mesi dopo la fuga di Fermi dall'Italia fascista. Al fine di mantenere la posizione internazionale raggiunta, Fermi presentò il 29 gennaio 1937 una dettagliata proposta per la costituzione di un Istituto di radioattività nazionale:

e continuava sottolineando che:

Fermi non si limitava a sottolineare l'importanza della ricerca di base, ma evidenziava anche le possibili ricadute pratiche:

La richiesta finale da parte di Fermi era di 300 000 lire più 230 000 per le spese di personale e gestione. Nel 1937 lo stesso Fermi si recò a Berkeley per studiare il modo di costruire un ciclotrone economico, ma questa pianificazione non portò a nulla per il crescente isolamento politico e scientifico che Fermi cominciò a subire dopo la morte di Corbino e che si accentuò ulteriormente con l'improvvisa morte di Guglielmo Marconi, che in quanto presidente del CNR e dell' Accademia d'Italia, era un influente e ascoltato protettore del gruppo. Nel maggio 1938, la proposta di Fermi venne definitivamente affossata con la giustificazione che non vi erano soldi a sufficienza. Venne solo concesso un contributo di 150 000 lire per l'anno 1938-1939. Questa decisione segnò la fine del sogno di un ciclotrone italiano e la morte della fisica nucleare italiana, proprio alcuni mesi prima dell'assegnazione del premio Nobel per la fisica.[senza fonte]

In questo periodo maturò la decisione (anche in seguito ai continui viaggi effettuati verso gli USA) di lasciare l'Italia per volare oltre oceano, dato che negli USA vi erano finanziamenti adeguati per la ricerca. Come ricorda Segrè:

Fermi riceve il Nobel (Karl Sandels)

A ogni modo la situazione europea, con l' annessione dell'Austria da parte della Germania nazista, cominciava a degenerare rapidamente. Nel luglio 1938 cominciò anche la campagna antisemita in Italia con la pubblicazione del manifesto della razza e le successive leggi razziali, per cui Fermi dovette rinunciare alla collaborazione di alcuni suoi assistenti. La stessa moglie di Fermi, Laura Capon (figlia dell' ammiraglio Augusto Capon), essendo ebrea, era soggetta alle persecuzioni razziali imposte dal regime, insieme ai loro figli. La moglie di Fermi ricorda nel libro Atomi in famiglia che la coppia decise di lasciare l'Italia in seguito all'attuazione di quella legge. Lo stesso Fermi era soggetto a controlli di ogni tipo.

Un interessante racconto circa il clima intorno alla figura del famoso fisico romano ci viene da un controllo di routine fatto da un informatore del ministro dell'Interno. In seguito alla cerimonia che la Magneti Marelli, società di cui Fermi era consulente scientifico, organizzò per festeggiare il neo premio Nobel, vennero invitate tutte le maggiori autorità cittadine della regione. Dal racconto dell'informatore:

Il 6 dicembre 1938 Fermi partì con il treno per Stoccolma. Alla stazione Termini, la famiglia Fermi fu accompagnata da Rasetti e Amaldi, che riporta gli ultimi momenti con il maestro:

Il 10 dicembre 1938 l'Accademia delle scienze di Stoccolma conferisce il premio Nobel a Enrico Fermi

Il comportamento di Enrico Fermi durante la consegna del premio fece scalpore all'interno dell'informazione del regime fascista. Come ricorda Amaldi:

Nei giorni successivi Otto Hahn e Fritz Strassmann rilevarono, in seguito al bombardamento dell'uranio con neutroni, la presenza di bario radioattivo, cioè di un elemento con numero atomico intermedio (simile alla scoperta del gruppo di Fermi degli elementi con numero atomico superiore denominati esperio e ausonio). I due scienziati tedeschi ipotizzarono per la prima volta la possibile fissione dell'uranio.

Dopo aver ricevuto il premio Nobel, Fermi andò a Copenaghen da Bohr per imbarcarsi insieme alla moglie Laura Capon il 24 dicembre 1938 sul transatlantico Franconia diretto a New York, dove arrivò il 2 gennaio 1939. Egli rimase in un primo momento a New York presso la Columbia University, dove il 25 gennaio dello stesso anno fece parte di un team sperimentale che nel seminterrato dell'università condusse il primo esperimento di fissione nucleare negli Stati Uniti. Fermi verificò gli esperimenti iniziali di Hahn e Strassmann sulla fissione nucleare con l'aiuto di Dunning e Booth e, trasferitosi a Chicago, cominciò la costruzione della prima pila nucleare, la Chicago Pile-1. In un discorso tenuto nel 1954, quando si pensionò da Presidente della Società Americana di Fisica, ricordò l'inizio del progetto:

Nel suo saluto all' American Physical Society, Fermi disse anche:

Fu Fermi così a risolvere il primo grande ostacolo scientifico del Progetto Manhattan, il 2 dicembre 1942 alle 14:20 ora locale, quando nel campo da racquets situato sotto le tribune ovest dello stadio abbandonato Alonzo Stagg Field del campus dell' Università di Chicago il gruppo da lui guidato iniziò la prima reazione nucleare a catena auto-alimentata (Chicago Pile-1). Un messaggio in codice (" Il navigatore italiano è giunto nel nuovo mondo") fu inviato dal generale Groves al presidente Roosevelt per avvisarlo che l'esperimento aveva avuto successo. La messa in funzione della Chicago Pile 1 è da tutti considerata come il momento in cui è iniziata l'era dell' energia nucleare. Fermi fu presente quando il reattore "X-10 Graphite" a Oak Ridge, nel Tennessee, divenne critico nel 1943, e quando il "Reattore B" nel sito di Hanford lo fece l'anno successivo. Al Los Alamos National Laboratory, diresse la divisione F, parte della quale lavorò alla bomba a fusione termonucleare (la "Super") di Edward Teller.

Dopo la resa della Germania l'8 maggio 1945, i dubbi degli scienziati impegnati nel Progetto Manhattan erano cresciuti però di intensità. A Chicago, nei giorni immediatamente successivi alla fine della guerra in Europa, Arthur Compton nominò un comitato per affrontare la questione dell'uso della bomba, formato da vari scienziati del Metallurgical Laboratory, fra i quali lo stesso Szilard, e presieduto da James Franck, un fisico tedesco di grande valore, immigrato negli Stati Uniti per sfuggire alle persecuzioni antisemite dei nazisti. All'inizio di giugno del 1945 il rapporto finale, noto come Rapporto Franck anche se stilato in massima parte da Szilárd, fu recapitato urgentemente al ministro della guerra Henry Stimson perché lo inoltrasse al presidente Truman. Nel rapporto si sconsigliava l'uso delle bombe atomiche contro il Giappone e si suggeriva una dimostrazione incruenta della nuova arma.

Non essendo giunto alcun riscontro al Rapporto Franck, Szilárd decise di scrivere una petizione al presidente Truman, e la fece circolare fra gli scienziati del Metallurgical Laboratory, raccogliendo 53 firme. Ne inviò poi alcune copie ai laboratori di Oak Ridge e di Los Alamos, con una lettera di accompagnamento in cui scriveva: "Per quanto limitata sia la possibilità che la nostra petizione possa influire sul corso degli eventi, io personalmente sento che sarebbe importante se un vasto numero di scienziati che hanno lavorato in questo campo si esprimesse pubblicamente con chiarezza e sicurezza sull'opposizione per motivi morali all'uso di queste bombe nell'attuale fase della guerra", ma a Los Alamos la petizione di Szilárd non venne fatta circolare. Inviata da Szilárd attraverso i canali istituzionali, la petizione non raggiunse mai Truman perché "la questione dell'uso della bomba era stata già pienamente affrontata e risolta dalle autorità competenti".

La decisione fu presa al massimo livello politico, ma Fermi e gli altri leader scientifici del Progetto Manhattan svolsero comunque un ruolo importante nel processo decisionale: due mesi prima, nel maggio del 1945, Truman aveva infatti creato un'apposita commissione, nota come Interim Committee per affrontare la questione dell'eventuale uso della bomba atomica. L'Interim Committee fu affiancato da una commissione scientifica composta da quattro scienziati di primo piano del Progetto Manhattan: Oppenheimer, Fermi, Lawrence e Compton, che avevano la responsabilità delicatissima di dare consigli tecnici sull'uso dell'arma nucleare contro il Giappone. I quattro scienziati ricevettero da Stimson il Rapporto Franck ma non lo trovarono convincente.

La raccomandazione di Fermi e degli altri leader del progetto convinse i membri dell'Interim Committee che approvarono all'unanimità i seguenti provvedimenti:

1. la bomba dovrà essere usata contro il Giappone al più presto;

2. dovrà essere usata su un doppio bersaglio, cioè su installazioni militari o impianti bellici circondati o adiacenti ad abitazioni;

3. dovrà essere usata senza preavviso sulla natura dell'arma.

Fermi fu eletto membro dell' Accademia Nazionale delle Scienze degli Stati Uniti nel 1945. Dopo la guerra gli fu offerta e accettò la cattedra di fisica Charles H. Swift presso l' Università di Chicago, e divenne membro del nuovo istituto per gli studi nucleari di quell'università.

Nell'estate del 1949, Fermi tornò brevemente in Italia per partecipare a una conferenza sui raggi cosmici che si tenne a Como dove ebbe modo di rivedere alcuni colleghi e amici tra i quali Amaldi, Bernardini, Pontecorvo, Segrè. Dopo la conferenza, organizzata dall' Accademia dei Lincei, prima di tornare negli USA, Fermi tenne anche alcune lezioni a Roma e Milano. Le lezioni, raccolte dagli assistenti delle due università, furono pubblicate nel 1950.

Fermi tornò nuovamente in Italia, per l'ultima volta, già gravemente malato, pochi mesi prima di morire, nel 1954 per tenere un corso di lezioni sulla fisica dei pioni e dei nucleoni a Varenna presso villa Monastero, sul lago di Como. La stessa villa è ora sede della Scuola internazionale di fisica, intitolata allo scienziato italiano.

Il 28 novembre 1954 Fermi morì di tumore dello stomaco a Chicago e venne sepolto nel locale Oak Woods Cemetery. Aveva 53 anni. Di lui Eugene Wigner scrisse: "Dieci giorni prima che Fermi morisse mi disse: "Spero che non duri molto". Si è riconciliato perfettamente con il suo destino".

Una lapide commemorativa lo ricorda nella basilica di Santa Croce a Firenze, nota anche come il Tempio dell'itale glorie per le numerose sepolture di artisti, scienziati e personaggi importanti della storia italiana.

Fermi fu un uomo estremamente brillante, dall'inusuale elasticità mentale e senso comune. Fu un teorico veramente dotato di talento, come dimostra la sua teoria sul decadimento beta. Ebbe lo stesso talento anche sul lavoro in laboratorio, procedendo velocemente e con un grande intuito. Sostenne che la sua velocità in laboratorio lo aveva portato al Nobel, dicendo che le stesse scoperte a cui lui era arrivato presto sarebbero state fatte da qualcun altro, e che lui ci era semplicemente arrivato prima.

Nel 1933 propose il suo famoso studio sul decadimento beta alla rivista scientifica , ma l'editore della rivista lo respinse perché " [...] conteneva speculazioni che erano troppo distanti dalla realtà". Per questo, Fermi pubblicò la sua teoria in italiano e in tedesco.

Comprese immediatamente l'importanza dei calcolatori elettronici, come risultò dal problema di Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou. Non dimenticò mai di essere un precursore dei suoi tempi, ed era solito dire ai suoi allievi preferiti: "Non siate mai i primi, cercate di essere secondi".

Introduzione alla fisica atomica, Bologna, Zanichelli, 1928.

Fisica. Ad uso dei licei, 2 voll., Bologna, Zanichelli, 1929; 1937.

Sui momenti magnetici dei nuclei atomici, Roma, Tip. Del Senato, G. Bardi, 1930.

Sul calcolo degli spettri degli ioni, Roma, Tip. Del Senato, G. Bardi, 1930.

L'effetto Raman nelle molecole e nei cristalli, Roma, Reale Accademia D'Italia, 1932.

Sulla Teoria delle strutture iperfini, con Emilio Segrè, Roma, Reale Accademia D'Italia, 1933.

Molecole e cristalli, Bologna, Zanichelli, 1934.

Conferenze di fisica atomica. Raccolte da professori ed assistenti di fisica delle università di Roma e Milano, Roma, Accademia Nazionale dei Lincei, 1950.

Particelle elementari, Torino, Einaudi, 1952; Boringhieri, 1963.

Termodinamica, Torino, Boringhieri, 1958 (traduzione del testo originale Thermodynamics, raccolta di lezioni tenute da E. Fermi nel 1936 presso la Columbia University).

Note e memorie, 2 voll.,

I, Italia 1921-1938, Roma-Chicago, Accademia Nazionale dei Lincei-The University of Chicago press, 1962.

II, United States 1939-1954, Roma-Chicago, Accademia Nazionale dei Lincei-The University of Chicago Press, 1965.

Atomi, nuclei, particelle. Scritti divulgativi ed espositivi, 1923-1952, Torino, Bollati Boringhieri, 2009.

Alcune teorie fisiche. Caorso - Roma, 1919, Piacenza, Tipolito Farnese, 2011 (contiene la riproduzione del taccuino ms. conservato presso la Biblioteca dell'Università di Chicago).

Notes on Quantum Mechanics (Appunti di meccanica quantistica), Chicago, The University of Chicago Press, 1961 (pubblicato postumo).

Fermi, unità di misura.

Problema di Fermi.

Gas di Fermi.

Liquido di Fermi.

Livello di Fermi e di quasi Fermi.

Fermio, elemento nº 100 della tavola periodica.

Fermi, architettura per GPU.

Centrale nucleare Enrico Fermi.

Acceleratore di particelle lineare (FEL) presso il centro di ricerca Elettra Sincrotrone in prossimità di Trieste.

Satellite GLAST dedicato allo studio dei raggi gamma, chiamato Fermi Gamma-ray Space Telescope.

Riconoscimento presidenziale statunitense Enrico Fermi.

Premio Enrico Fermi della Società italiana di fisica.

Premio Enrico Fermi del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti d'America.

Laboratorio americano Fermilab.

Dipartimento di fisica della Università di Chicago dove era solito lavorare, ora conosciuto come The Enrico Fermi Institute.

Dipartimento di fisica dell'Università di Pisa, presso il quale ha studiato.

Dipartimento di Ingegneria Nucleare del Politecnico di Milano.

Edificio del dipartimento di fisica della Università degli Studi di Roma "La Sapienza".

Numerose scuole superiori, soprattutto licei scientifici e istituti tecnici, in varie città d'Italia.

Stazione della metropolitana di Roma (Linea B): EUR Fermi.

Capolinea della metropolitana di Torino.

Due francobolli delle poste italiane, il primo nel 1967 da 50 lire e il secondo nel 2001 da 800 lire.

I ragazzi di via Panisperna.

Il film I ragazzi di via Panisperna venne dedicato a Enrico Fermi e al gruppo di grandi scienziati ( Segre, Pontecorvo, Amaldi e Majorana) che raccolse all'istituto di via Panisperna di Roma. Andò in onda per la prima volta in due puntate su Rai2 nel 1990. Oggi è disponibile gratuitamente su RaiPlay.

L'incredibile storia di Enrico Fermi.

Il documentario "L'incredibile storia di Enrico Fermi" venne prodotto dalla RAI per celebrare il centesimo anniversario della nascita dello scienziato. Andò in onda per la prima volta il 18 settembre 2001 su Rai 1 in una puntata di Speciale Superquark.

1. Citato in Giulio Maltese, ^ Enrico Fermi in America, Zanichelli, 2003, p. 231.

2. Il fermi è pari a un femtometro, cioè 10^ −15 m, e ha lo stesso simbolo fm

3. Alberto Fermi era nato per la precisione a ^ Bettola (al tempo Borgonure), un centro dell'Appennino piacentino; la sua famiglia era originaria, per parte paterna, della zona di pianura di Caorso, che dopo molti anni sarebbe diventato nota sede di uno pochi impianti nucleari italiani.

4. Si veda pure l'articolo di Giovanni Battimelli, ^ Aspetti della formazione scientifica del giovane Fermi: il ruolo di Filippo Eredia e dell'Ufficio Centrale di Meteorologia e Geodinamica, disponibile a quest'indirizzo [1] Archiviato il 17 maggio 2021 in Internet Archive..

5. La lista completa degli allievi, assistenti e collaboratori che Fermi ha avuto lungo tutta la sua carriera accademica, si trova nella biografia scientifica scritta da Emilio Segrè e citata in bibliografia; per un elenco parziale, vedi pure G. Holton, "La grande avventura del gruppo Fermi" (p. 517, nota 6), in: F.L. Cavazza, S.R. Graubard (a cura di), ^ Il caso italiano, 2 voll., Aldo Garzanti Editore, Milano, 1975, Vol. 2, pp. 478-525.

1. L'atto di nascita è presente sul ^ Portale Antenati.

2. Cfr. Giovanni Battimelli, ^ Persico, Enrico, in Dizionario Biografico degli Italiani, Volume 82, Anno 2015.

3. ^ illaboratoriodigalileogalilei.it, https://www.illaboratoriodigalileogalilei.it/altriscritti/fermi/fermi04.pdf.

4. Sui lavori giovanili di Fermi compiuti durante i suoi studi a Pisa, cfr. E. Fermi, ^ Se il risultato è contrario all'ipotesi. I manoscritti giovanili di Enrico Fermi, un tesoro dell'Università di Pisa, a cura di Paolo Rossi, Pisa University Press, Pisa, 2017.

5. ^ Enrico Fermi L'Uomo, lo Scienziato e il Massone , su goilombardia.it. URL consultato il 26 febbraio 2015 (archiviato dall'url originale il 20 marzo 2016).

6. Cfr. pure Vittorio Gnocchini, ^ L'Italia dei Liberi Muratori. Piccole biografie di massoni famosi, Erasmo Editore/Mimesis Edizioni, Roma, 2005.

7. ^ Così Fermi scoprì la natura vessatoria del fascismo

8. ^ Accademia dei Lincei - Cronologia -1930 La Presidenza di Guglielmo Marconi

9. ^ Trabacchi, Giulio Cesare , su treccani.it, Enciclopedia Italiana. URL consultato l'11 novembre 2015.

10. ^ Enrico Fermi Achieves First Self Sustain Nuclear Chain Reaction Archiviato il 12 novembre 2011 in Internet Archive. dal sito della National Nuclear Security Administration.

11. Fonte: ^ Fermi. I grandi della scienza, fascicolo de Le Scienze, anno II, n. 8, p. 99.

12. Enrico Fermi, ^ Conferenze di fisica atomica: raccolte da professori ed assistenti di fisica delle università di Roma e Milano, Roma, Accademia Nazionale dei Lincei, 1950.

13. Fonte: Luisa Bonolis, ^ Anno dopo anno, in AA.VV., Dossier. Enrico Fermi: vita breve di un grande italiano, "Sapere", rivista bimestrale, Edizioni Dedalo, anno 67º, numero 4 (1015), agosto 2001, p. 45.

14. ^ () NASA Renames Observatory for Fermi, Reveals Entire Gamma-Ray Sky , su nasa.gov, 26 agosto 2008. URL consultato il 28 agosto 2008.

Laura Fermi, Atomi in famiglia, Milano, Mondadori, 1954.

Emilio Segrè, Enrico Fermi, fisico. Una biografia scientifica, Bologna, Zanichelli, 1971 (con successive edizioni).

Bruno Pontecorvo, Fermi e la fisica moderna, Roma, Editori Riuniti, 1972.

Gerald Holton, La grande avventura del gruppo Fermi, in: F.L. Cavazza, S.R. Graubard (a cura di), Il caso italiano, 2 voll., Aldo Garzanti Editore, Milano, 1975, Vol. 2, pp. 478-525.

Lanfranco Belloni, Da Fermi a Rubbia. Storia e politica di un successo mondiale della scienza italiana, Milano, Rizzoli, 1988.

Edoardo Amaldi, Da via Panisperna all'America. I fisici italiani e la seconda guerra mondiale, a cura di Giovanni Battimelli e Michelangelo De Maria, Roma, Editori Riuniti, 1997.

Michelangelo De Maria, Fermi. Un fisico da via Panisperna all'America, Milano, I Grandi della Scienza, 1999, supplemento a "Le Scienze" n. 368, aprile 1999 ISSN 1126-5450

Roberto Vergara Caffarelli, Enrico Fermi. Immagini e documenti, con scritti di Roberto Vergara Caffarelli e Elena Volterrani. Nel Centenario della nascita di Enrico Fermi, La Limonaia - Associazione per la diffusione della cultura scientifica e tecnologica, Pisa, Edizioni PLUS, 2001.

Francesco Cordella, Alberto De Gregorio, Fabio Sebastiani, Enrico Fermi. Gli anni italiani, Roma, Editori Riuniti, 2001. ISBN 88-359-5097-X.

Giulio Maltese, Enrico Fermi in America. Una biografia scientifica: 1938-1954, Bologna, Zanichelli, 2003. ISBN 88-08-07727-6.

Giovanni Battimelli, L'eredità di Fermi. Storia fotografica dal 1927 al 1959 dagli archivi di Edoardo Amaldi, Roma, Editori Riuniti, 2003.

Giuseppe Bruzzaniti, Enrico Fermi. Il genio obbediente, Torino, Einaudi, 2007. ISBN 978-88-06-16682-3.

Giulio Maltese, Il papa e l'inquisitore. Enrico Fermi, Ettore Majorana, via Panisperna, Bologna, Zanichelli, 2010. ISBN 978-88-08-16814-6.

Giorgio Colangelo, Massimo Temporelli, La banda di via Panisperna. Fermi, Majorana e i fisici che hanno cambiato la storia. Milano, Hoepli, 2013, ISBN 978-88-203-5945-4.

Giovanni Battimelli, Maria Grazia Ianniello, Fermi e dintorni. Due secoli di fisica a Roma (1748-1960), Milano, Mondadori Università, 2013.

Francesco Guerra, Nadia Robotti, Enrico Fermi e il quaderno ritrovato. La vera storia della scoperta della radiazione indotta da neutroni, SIF Edizioni, Bologna, 2015 (traduzione inglese per la Springer nel 2018). ISBN 978-88-7438-096-1.

Gino Segrè, Bettina Hoerlin, Il Papa della fisica. Enrico Fermi e la nascita dell'era atomica, Milano, Raffaello Cortina Editore, 2017, ISBN 978-88-603-0948-8.

David N. Schwartz, Enrico Fermi. L'ultimo uomo che sapeva tutto, Milano, Solferino Libri/RCS, 2018, ISBN 978-88-282-0016-1.

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Noto principalmente per gli studi teorici e sperimentali nell'ambito della meccanica quantistica e della fisica nucleare, tra i suoi maggiori contributi si possono citare la teoria del decadimento beta, la statistica di Fermi-Dirac e i risultati riguardanti le forze nucleari debole e forte.

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Un fenomeno naturale spiegato con le leggi della fisica

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Magnetismo: esperienza di Oersted, esperienza di Faraday, esperimenti di Ampere.

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Esperimenti di elettricità e magnetismo al museo della scienza e tecnologia.

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Metodo scientifico introdotto da Galileo Galilei: importanza della fase sperimentale nella formulazione di leggi e teorie.

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Effetti del campo magnetico terrestre su particelle cariche. (forza di Lorentz)

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Magneti naturali: la magnetite e i materiali ferromagnetici

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Magneti naturali: la magnetite e i materiali ferromagnetici