Lo scienziato, che nel 1938 fu insignito del Premio Nobel, ha aperto la fisica italiana al mondo. Ripercorriamo la sua storia, dalla scoperta dell'amore per la scienza in giovanissima età all'approdo negli Usa dove partecipò al progetto Manhattan, passando per gli anni romani in cui diresse l'Istituto di via Panisperna
Enrico Fermi, insignito del premio Nobel nel 1938, è stato lo scienziato che ha proiettato la fisica italiana sulla scena mondiale con scoperte fondamentali. Con il suo metodo di lavoro, fortemente orientato alla fase sperimentale, ha contribuito alla nascita della fisica nucleare. Il gruppo che diresse a Roma a partire dal 1926, e composto in gran parte da giovani promesse, “i ragazzi di via Panisperna”, diede un apporto fondamentale alla ricerca scientifica italiana e internazionale. La sua vicenda umana e professionale, così come quella dei suoi collaboratori, dovette fare i conti con anni complessi, segnati prima dalle leggi razziali, in Italia, e poi dalla Seconda guerra mondiale e così dalle conseguenze catastrofiche delle scoperte degli anni Venti e Trenta sul piano militare. Trasferitosi negli Stati Uniti nel ‘28 e diventato figura di primo piano del Progetto Manhattan, dopo l’uso bellico dell’arma atomica da parte degli americani su Hiroshima e Nagasaki espresse la sua contrarietà allo sviluppo della bomba a idrogeno, continuando tuttavia a lavorare al progetto.
La giovinezza
Nacque a Roma nel 1901 e crebbe in una famiglia composta da un padre ispettore delle poste, da una madre insegnante e da due fratelli, il maggiore tragicamente morto a seguito di un intervento per un ascesso alla gola. La perdita di Giulio, questo il nome del maggiore, segnò profondamente Fermi. Si appassionò alla fisica fin da giovanissimo e una volta diplomato, su consiglio di un amico di famiglia, provò e superò l’esame di selezione per la Scuola normale superiore di Pisa. Durante gli studi universitari, approfondì autonomamente, sui testi disponibili solo in lingua straniere, molte questioni della fisica moderna, che in quella fase erano quasi inesplorati in Italia, aggiornandosi sulle recenti scoperte. Ancor prima di conseguire la laurea, fu invitato a tenere un ciclo di seminari di fisica quantistica all’Università di Pisa. Nel 1922 si laureò con una una tesi sui raggi X. Corbino, direttore dell'Istituto di fisica dell'università di Roma, riconobbe il talento del giovane Fermi e lo indirizzò verso la carriera accademica.
L’inizio della carriera
Trascorse nel 1923, grazie a una borsa di perfezionamento all’estero, un periodo a Gottingen e poi soprattutto a Leiden, dove si trovò immerso in un ambiente scientifico stimolante e poté soggiornare grazie a una borsa della fondazione Rockefeller. Conseguì la libera docenza e nel 1925 e prese incarico a Firenze come professore di meccanica razionale e di fisica matematica. In questi anni fece ricerca in fisica teorica e portò avanti esperimenti di ottica. Nel 1926, venuto a conoscenza del principio di esclusione di Pauli lo sviluppò per l’ambito della meccanica statistica delle particelle con spin semintero. Alle stesse conclusioni arrivò sei mesi dopo il fisico francese dopo Dirac che non aveva letto l’articolo di Fermi. La scoperta sarà chiamata statistica di Fermi - Dirac, alla quale obbediscono elettroni, protoni, neutroni e altre particelle genericamente oggi dette fermioni, e rappresenta il maggior contributo teorico di Fermi alla nuova fisica quantistica.
La fama e l’Istituto di via Panisperna
Grazie a questa scoperta, il nome di Fermi acquisì notorietà. Corbino, che già lo aveva supportato nel passato, riuscì nel progetto di istituire la prima cattedra di fisica teorica in Italia presso l'università di Roma. Fermi vinse il concorso per la docenza. Nel 1926 si trasferì quindi a Roma nell'Istituto di via Panisperna, dove iniziò il periodo più intenso e proficuo della sua carriera scientifica. Attorno a lui si costituì un gruppo di collaboratori che diventeranno figure di spicco della fisica. Al suo fianco c'era Rasetti con cui aveva collaborato nel laboratorio di Pisa diretto dal professor Puccianti e una serie di giovani promesse della fisica: Segrè, Amaldi, Majorana, Pontecorvo. Nell’istituto di Rione Monti Fermi mise in pratica la sua idea fisica in cui la teoria era inscindibile dall’attività sperimentale. Il gruppo di scienziati si focalizzò in una fase iniziale sulla spettroscopia atomica per poi concentrarsi sulle nuove prospettive che si aprivano nel campo del nucleo dell’atomo. I collaboratori passarono dei periodi all'estero in vari laboratori per arricchire le competenze del gruppo di ricerca. Nel 1929, Fermi fu l'unico fisico scelto per integrare l’Accademia Reale d'Italia e quindi potè contare in quella fase sul riconoscimento del suo ruolo anche a livello istituzionale. Organizzò il primo Congresso Internazionale di Fisica nucleare che si svolse a Roma nel 1931 e in cui fu messa al centro la Fisica nucleare e i suoi problemi che diventeranno cruciali negli anni a venire. Nel 1933, poco dopo la scoperta del neutrone del fisico inglese James Chadwick, Fermi elaborò la sua teoria del decadimento β che per la prima volta evidenziava l'esistenza di una nuova forza, detta l’interazione fermiana e fu riconosciuta dunque come uno dei capisaldi della fisica teorica.
Il 1934 è l’anno della svolta per l’istituto di via Panisperna. Sulla scia della scoperta dei coniugi Joliot-Curie della radioattività, Fermi avviò degli importanti esperimenti, bombardando quasi tutti gli elementi della tavola periodica in ordine di numero atomico crescente. Il fluoro fu il primo a mostrare una radioattività indotta dai neutroni e furono inoltre scoperti diversi nuclidi radioattivi artificiali. Nell'autunno dello stesso anno, fu messa a segno la più importante scoperta del gruppo di via Panisperna: l’efficacia dei neutroni lenti nella produzione di reazioni nucleari. Il gruppo di Fermi arrivò dunque a scoprire prima la radioattività indotta dai neutroni, proiettili più efficaci delle particelle alfa usate nel laboratorio francese, e poi a individuare le proprietà dei neutroni lenti, sfiorando l'individuazione del processo della fissione nucleare.
Alla fine del ‘35 il gruppo si divise: Rasetti partì per l’America, Pontecorvo andò a Parigi, Segrè divenne professore dell’università di Palermo, mentre Fermi e Amaldi continuarono le ricerche, scoprendo l’assorbimento risonante dei neutroni da parte di certi nuclei. Fermi produsse anche uno studio sulla teoria del rallentamento dei neutroni propedeutico alla futura teoria dei reattori nucleari.
Il Nobel e il Progetto Manhattan
Alla fine del 1938 Fermi ricevette il premio Nobel a Stoccolma, assegnato per i suoi studi sui neutroni. La situazione in Italia nel frattempo era degenerata e pur avendo rifiutato nel passato molte offerte di atenei internazionali la promulgazione delle leggi razziali lo convinse ad abbandonare il Paese. Sua moglie, Laura Capon, era infatti di famiglia ebrea. Partì così alla volta degli Stati Uniti imbarcandosi direttamente dalla Svezia. Ad accoglierlo la Columbia University. Ufficialmente avrebbe dovuto tenere un ciclo di seminari, ma l’intenzione di restare oltreoceano era nota nella sua cerchia. Nel 1944 divenne cittadino americano. Parallelamente fu scoperta la fissione nucleare e Fermi si occupò di capire se i neutroni secondari prodotti nella fissione potevano a loro volta produrre nuove fissioni e dar luogo a una reazione a catena. In breve tempo arrivò a risultati significativi procedendo allo sviluppo del primo reattore nucleare, anche detto "pila di Fermi". Lo strumento entrò in funzione nel dicembre 1942. La Seconda guerra mondiale sullo sfondo pose con urgenza all’attenzione la questione del possibile utilizzo a fini militari dell'energia nucleare. In questa fase Fermi, per via della sua esperienza nella fisica dei neutroni, prese la leadership del gruppo incaricato di portare a termine una reazione a catena autosostenuta e controllata, dunque la fase preliminare del progetto che porterà alla bomba. Sul lavoro che svolse in questo periodo vigeva il segreto militare e le ricerche furono eseguite in uno scantinato dell'Università di Chicago. Nel dicembre 1942 il team riuscì a portare a compimento la prima reazione nucleare controllata della storia nel reattore costruito sotto la supervisione di Fermi. Venne avviato così il progetto Manhattan, in cui Fermi portò il suo contributo fondamentale in quanto esperto di reattori nucleari. Sarà anche uno dei componenti del gruppo ristretto di scienziati di cui fecero parte anche Robert Oppenheimer, Ernest Lawrence e Arthur Compton. Nell'agosto del 1944 Fermi si stabilì nel villaggio-laboratorio di Los Alamos, monitorando tutte le tappe che portarono alla realizzazione della bomba atomica e assistendo nel luglio del 1945 alla prima esplosione nucleare che fu compiuta nel deserto di Alamogordo. Partecipò anche attivamente al processo decisionale che condusse nell'agosto dello stesso anno all'utilizzo delle armi atomiche contro Hiroshima e Nagasaki.
Gli ultimi anni
Alla fine del conflitto, Fermi si ritrasferì a Chicago tornando ad occuparsi di problemi di Fisica fondamentale e raccogliendo attorno a sé un consistente gruppo di studenti, molti futuri Nobel. Proseguì con la sua attività di consulente scientifico per il governo americano. Quando alla fine degli anni Quaranta, all’ordine del giorno c’era il tema dell'eventuale sviluppo delle ricerche verso la realizzazione di un ordigno termonucleare, Fermi espresse la sua contrarietà, in qualità di membro del GAC (General Advisory Committee), ma quando si affermò la linea contraria alla sua e fu lanciato il programma di sviluppo dell'ordigno termonucleare, accettò di collaborare. È proprio nell'ambito di questi studi che Fermi iniziò a sviluppare un’attenzione particolare per i nuovi calcolatori elettronici.
Fermi tornò due volte in Italia dopo il suo trasferimento oltreoceano. La prima nel 1949 quando partecipò ad una conferenza sui raggi cosmici e curò in quell’occasione un ciclo di lezioni a Roma e Milano. Poi nel 1954 tenne, alla scuola estiva della Società Italiana di Fisica a Varenna, un importante corso sulla Fisica dei pioni e dei nucleoni. Tornato a Chicago da questo ultimo viaggio, fu operato per un tumore maligno allo stomaco. Il 29 novembre del 1954, poche settimane dopo l'intervento, morì.
)
)
)
)
)