Enrico Fermi e i Ragazzi di Via Panisperna
Qualunque studioso o appassionato di fisica ha sentito nominare Enrico Fermi e i Ragazzi di Via Panisperna innumerevoli volte. In quel laboratorio romano si compirono infatti alcuni dei più importanti passi della fisica moderna.
Enrico Fermi nasce a Roma il 29 settembre del 1901. Ultimo di tre figli, già da giovanissimo dimostra di avere una memoria prodigiosa e un’intelligenza fuori dal comune, caratteristiche che lo aiuteranno a primeggiare negli studi. Uno dei primi trattati che sazia la sua sete di conoscenza è Elementorum Physicae Mathematicae del padre gesuita Andrea Caraffa, libro che trova in una bancarella in un mercato romano. Il testo, scritto in latino, trattava argomenti come la meccanica classica, l’ottica, la matematica e l’astronomia.
A quindici anni il giovane Fermi padroneggia egregiamente la geometria analitica, la trigonometria, l’algebra, il calcolo infinitesimale e la meccanica classica. Un amico di famiglia, l’ingegnere Adolfo Amidei, si offre di aiutare Fermi nello studio di manuali universitari, incoraggiandolo a studiare anche il tedesco e l’inglese, per poter studiare i lavori scientifici in lingua originale. Su suo consiglio Enrico non frequenta l’Università a Roma ma decide di partecipare al concorso per entrare nella prestigiosa Scuola Normale Superiore di Pisa. Enrico aveva diciassette anni.
L’esame di ammissione alla Scuola era suddiviso in tre prove, per un totale di tre giorni di esami, ognuno della durata di otto ore. I candidati Normalisti dovevano cimentarsi dapprima col tema di algebra, era poi il turno della Geometria e l’ultimo giorno, il 14 Novembre, era dedicato alla Fisica. Il tema da svolgere era “Caratteri distintivi dei suoni e le loro cause”. Il livello raggiunto nello svolgimento era così elevato, ricco di particolari e con una straordinaria padronanza della matematica che lasciò sbalordita l’intera commissione esaminatrice. Entrò con una menzione d’onore.
Fermi studiava poco, sapeva già buona parte del programma universitario e aveva così molto tempo a disposizione per dedicarsi alla vita goliardica: insieme ai suoi amici fondò la “Società Antiprossimo”, il cui unico scopo era quello di fare degli scherzi alla gente. Le burle andavano dal classico secchio d’acqua messo in bilico sul battente di una porta socchiusa, che inzuppava chiunque aprisse la porta, al lancio di pezzettini di sodio ai piedi di una vittima che stava orinando: al contatto con l’acqua il sodio prendeva fuoco e scoppiettava creando spavento tra i presenti.
Durante il soggiorno pisano, il suo livello di comprensione della materia diventò talmente tanto elevato che un suo professore, Luigi Puccianti (professore di fisica sperimentale), ogni tanto gli domandava di “insegnargli qualcosa, che poteva ancora imparare.”[1] Fermi era ben conscio delle sue capacità tanto da scrivere, senza alcuna falsa modestia, al suo amico Persico:
“All’Istituto fisico sto poco a poco diventando l’autorità più influente. Anzi, uno di questi giorni dovrò tenere, davanti a diversi magnati, una conferenza sulla teoria dei quanti di cui sono sempre un propagandista…”[2]
Nel 1920 Fermi scelse che il campo che offriva migliori possibilità di ricerca era quello dei raggi X e agli inizi del ’22 decise di raccogliere il lavoro svolto per preparare la sua tesi di laurea. Nonostante avesse già pubblicato alcuni articoli con importanti risultati teorici (nel 1921 pubblicò i primi due lavori sulla rivista 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) decise di porre le sue attenzioni alla fisica sperimentale. Va subito specificato che Fermi amava l’astrusa teoria tanto quanto il lavoro pratico all’interno dei laboratori, ma allora perché concentrarsi su quest’ultima branca della fisica?
A quell’epoca in Italia la fisica teorica non era riconosciuta come disciplina di insegnamento all’interno delle Università e una tesi in quell’ambito avrebbe attirato lo sdegno dei docenti più anziani. La materia che più si avvicinava alla fisica teorica era la meccanica, insegnata da matematici che tralasciavano tutte le implicazioni fisiche a favore di una trattazione matematicamente più rigorosa. Queste circostanze spiegano anche il perché varie teorie, come quella della meccanica quantistica, non avevano preso piede in Italia: erano considerate terra di nessuno, tra la fisica e la matematica.
Il 7 luglio del 1922 la sua tesi, che trattava la diffrazione da parte dei raggi X da parte di cristalli curvi e sulle immagini che si potevano ottenere con questo metodo, fu discussa e la laurea fu conferita magna cum laude. Nel frattempo però Fermi doveva preparare la tesi di abilitazione per la Scuola Normale; scelse come argomento un teorema di calcolo della probabilità e le sue applicazioni astronomiche. Questo lavoro però era in contraddizione con alcuni lavori precedenti che il fisico romano non conosceva e venne criticato da alcuni matematici che obiettavano sul rigore delle dimostrazioni. Per sua stessa scelta questa tesi non venne pubblicata.
Da Gottinga a Roma
Una volta finito il suo ciclo di studi, Fermi ritornò a Roma dove fece la conoscenza del Prof. Orso Mario Corbino, già senatore e ministro della pubblica istruzione; Corbino ebbe una grande influenza sul successivo sviluppo della fisica in Italia. Tra i due si instaurò un profondo legame personale. Nell’inverno del 1923 vinse una borsa di studio per un soggiorno a Gottinga, della durata di sei mesi, dove lavorò con Max Born. Quando Fermi arrivò a Gottinga trovò un ambiente florido e che ospitava giovani di grandissimo valore, tra cui Werner Heisenberg, Pascual Jordan e Wolfgang Pauli. Il soggiorno non fu così fruttuoso perché riscontrò diversi problemi: non riuscì a farsi inglobare completamente dallo straordinario ambiente né a interagire con i suoi colleghi. Solamente più tardi divenne un buon amico di Heisenberg e Pauli.
Ritornato a Roma, su raccomandazione del Prof. Vito Volterra, ottenne una borsa di studio della Fondazione Rockfeller per andare a lavorare a Leida con Paul Ehrenfest, uno dei massimi fisici e matematici dell’epoca. Qui trovò un ambiente a lui più congeniale: Ehrenfest, che aveva intuito il talento del giovanotto, lo incoraggiò moltissimo. Fermi, in questo periodo, sviluppò i primi concetti base su alcuni aspetti della meccanica statistica, che in seguito lo resero celebre in tutto il mondo.
Successivamente ottenne un posto all’Istituto di fisica a Firenze e tentò, senza successo, di vincere il concorso per una cattedra a Cagliari (arrivò secondo in quella classifica). Era il 1925 e il sopracitato Pauli, studiando le energie degli elettroni atomici che ruotano attorno al nucleo, formulò il famoso Principio di Esclusione di Pauli, che può essere spiegato in buona approssimazione così: in ognuna delle orbite attorno a un nucleo ci può essere un solo elettrone. In maniera leggermente più dettagliata: due o più fermioni identici, cioè particelle avente spin semi-intero, non possono occupare simultaneamente lo stesso stato quantico. Le particelle che hanno spin intero sono chiamate bosoni e obbediscono alla Statistica di Bose-Einstein. Poche settimane dopo la pubblicazione di questo articolo, arrivò uno dei maggiori contributi alla fisica di Fermi: nel febbraio del 1926 nella rivista Zeitschrift für Physik trattò l’applicazione dei Principio di Pauli per la meccanica statistica di un gas perfetto monoatomico. I rigorosi fondamenti della teoria, basati sulla meccanica quantistica, furono trovati in maniera indipendente da Paul Dirac alcuni mesi dopo il lavoro del fisico italiano. Nasce così la così detta Statistica di Fermi-Dirac.
Nell’autunno dello stesso anno fu bandito un concorso per assegnare le prime tre cattedre di fisica teorica in Italia. La commissione esaminatrice si riunì il 7 novembre e stipularono una graduatoria; questa volta Fermi arrivò primo e la commissione si espresse in modo molto favorevole su di lui:
“Esaminata la vasta e complessa opera scientifica del Prof. Fermi, la Commissione si è trovata unanime nel riconoscere le qualità eccezionale, e nel constatare che egli, pure in così giovane età e con pochi anni di lavoro scientifico, già onora la fisica italiana [..] riesce a muoversi con piena padronanza nelle questioni più difficili della fisica teorica moderna, cosicché egli è oggi il più preparato e il più degno per rappresentare il nostro Paese in questo campo di così alta e febbrile attività scientifica mondiale. La commissione pertanto è unanime nel dichiarare che il prof. Fermi è altamente meritevole di ricoprire la cattedra messa a concorso, e ritiene di potere fondare su lui le migliori speranze per l’affermazione e lo sviluppo futuro della fisica teorica in Italia” [3]
Via Panisperna
Fermi, a soli ventisei anni, era titolare di una cattedra a Roma e poteva considerarsi all’apice della sua carriera universitaria, ma non si accontentò. La sua idea era quella di creare una scuola attorno a sé: voleva trasformare l’Istituto di fisica di Roma in un centro moderno e all’avanguardia. La necessità più incombente era quella di chiamare un giovano fisico sperimentale; la scelta ricadde su Franco Rasetti, fatto chiamare da Orso Corbino nel 1927. Rasetti era un uomo brillante e le sue attività di ricerca, in special modo sull’effetto Raman nei gas, lo portarono alla ribalta internazionale. Il secondo passo da fare era quello di reclutare giovani dotati di ottime qualità.
Emilio Segrè conobbe Fermi tramite un amico comune e, dopo aver partecipato alla Conferenza Internazionale di Fisica a Como, venne convinto dal carattere carismatico del professore romano e passò, all’inizio dell’anno scolastico 1927/1928, da ingegneria a fisica.
Edoardo Amaldi frequentava la facoltà di ingegneria a Roma e frequentava il corso di fisica sperimentale tenuto da Corbino. Nel giugno del 1927, Corbino annunciò alle sue classi che era alla ricerca di due studenti con eccezionali capacità e interessati alla ricerca. Solo Amaldi accettò questo invito.
Dopo poco tempo, Segrè parlò con il suo amico e compagno di classe Ettore Majorana che accettò l’invito e si trasferì all’Istituto di Fisica. Il rapporto futuro di Majorana con i colleghi fu tortuoso e frastagliato: spesso lavorava in completa solitudine e non partecipava agli stessi studi degli altri perché li riteneva troppo elementari; li aiutava però quando si imbattevano in vari problemi teorici astrusi. Successivamente il gruppo si ampliò, con l’entrata di Oscar D’Agostino e Bruno Pontecorvo.
La sede di tutte le attività di ricerca di questo neonato gruppo era il vecchio Istituto dell’Università di Roma, situato in Via Panisperna 89a. Nasce, ufficialmente, il gruppo che noi oggi conosciamo come i Ragazzi di Via Panisperna.
Bibliografia
- Emilio Segrè- Enrico Fermi, Fisico. Una biografia scientifica (Zanichelli)
- Laura Fermi- Atomi in famiglia (Arnoldo Mondadori Editore).
Note:
- [1], [2] Emilio Segrè- Enrico Fermi, Fisico. Una biografia scientifica (Zanichelli), p.18
- [3] Emilio Segrè- Enrico Fermi, Fisico. Una biografia scientifica (Zanichelli), p.44
Foto:
- Compito di Enrico Fermi- http://www.illaboratoriodigalileogalilei.it/altriscritti/fermi/fermi04.pdf
- Enrico- https://home.infn.it/immagini/picture.php?/535/tags/33-fermi
- I Ragazzi- Wikipedia
