Enrico Fermi nacque a Roma nel 1901; fin dai primi
anni della giovinezza fu attratto dallo studio della
matematica e della fisica. Superato brillantemente il
liceo, fu ammesso alla Scuola Normale di Pisa dove si
laureò in fisica nel 1922. Tornato a Roma iniziò
un'intensa attività di ricerca presso l'Istituto
di Fisica dell'Università, allora diretta da
O.M. Corbino, eminente uomo politico e scienziato di
chiara fama. Corbino si rese subito conto delle eccezionali
qualità di Fermi, e, nell'intento di far rinascere
gli studi di fisica in Italia, riuscì a far istituire
a Roma la prima cattedra di Fisica Teorica per la quale
chiamò, verso la fine del 1926, il non ancora
venticinquenne Fermi che aveva vinto il relativo concorso.
Nonostante la sua giovane età, Fermi era già
conosciuto in campo internazionale soprattutto per un
lavoro sulla statistica antisimmetrica, oggi conosciuta
come statistica di Fermi-Dirac, alla quale devono soddisfare
tutte le particelle con spin semi-intero (elettroni,
protoni, neutroni e altre particelle subatomiche); queste
particelle, comunemente chiamate fermioni, sono quelle
condizionate dal principio di esclusione di Pauli.
A tal proposito ricordiamo che le particelle con spin
intero sono invece inquadrate in un'altra statistica
quantica, detta di Bose-Einstein, e proprio per questo
sono chiamate bosoni.
Con l'aiuto morale e materiale di Corbino, Fermi riunì
nell'Istituto di Fisica di via Panisperna un gruppo
di Giovani laureati: fra i teorici ricordiamo B. Ferretti,
e Majorana, G.C. Wick; fra gli sperimentali M. Ageno,
F. Rasetti, E. Amaldi, B. Pontecorvo, E. Segrè.
Guidati dalla straordinaria personalità scientifica
di Fermi, "i ragazzi di via Panisperna", come
furono chiamati i fisici che dal 1927 al 1938 lavorarono
presso l'Istituto romano, riuscirono in pochi anni a
portare la scuola di fisica italiana al livello dei
più prestigiosi centri di ricerca europei e americani.
Fra i molti lavori teorici di Fermi, il più celebre
e forse anche il più originale è quello
riguardante la teoria matematica del decadimento ß.
Nel 1934, venuto a conoscenza della scoperta della radioattività
artificiale fatta dei coniugi Joliot-Curie, Fermi intuì
che il processo poteva essere vantaggiosamente provocato
utilizzando come proiettili un fascio di neutroni. Poiché
in natura non esistono sorgenti dirette di neutroni,
in quanto essi stessi sono il prodotto di un processo
di disintegrazione nucleare, Fermi si procurò
i proiettili utilizzando la stessa reazione con la quale
Chadwick aveva scoperto il secondo componente fondamentale
del nucleo. Con la collaborazione di Amaldi, Rasetti,
Segrè, Pontecorvo e del chimico D'Agostino e
con l'umana e illuminata guida del direttore dell'istituto
di via Panisperna, Fermi riuscì, in circa un
anno di intenso lavoro, a produrre e a identificare
una cinquantina di elementi radioattivi.
Vediamo ora, attraverso le stesse parole di Fermi (conferenza
tenuta a Milano il 18 settembre 1949), come il gruppo
di Roma arrivò ai cosiddetti neutroni lenti,
cioè ai proiettili che dovevano rappresentare
uno dei mezzi più efficaci per disintegrare i
nuclei. "In quel tempo c'era una certa confusione
nel laboratorio; si lavorava in condizioni non perfettamente
riproducibili perchè c'erano molti elementi da
investigare e talvolta si dovevano investigare gli uni
e talvolta gli altri in modo non sempre identico nell'uno
o nell'altro caso. Ora, in questo modo un po' irregolare
di procedere, si cominciarono a notare delle differenze
che parevano inspiegabili e cioè talvolta l'attività
indotta in certe condizioni risultava piccola, talvolta
risultava più grande ... La chiave per risovere
il problema venne per caso quando accadde di interporre
un piccolo pezzetto di paraffina tra la sorgente e l'oggetto
da bombardare: questo pezzetto di paraffina fece crescere
immediatamente l'intensità ..." questo fenomeno
strano era quello che si sarebbe dovuto probabilmente
aspettare un fisico teorico; era cioè il fenomeno
del rallentamento dei neutroni. Esso avviene nella paraffina,
per il fatto che questa contiene una grande frazione
di idrogeno. Il fenomeno, che in modo del tutto simile
è prodotto anche dall'acqua, consiste in questo;
la sorgente di neutroni - come del resto quasi tutte
le sorgenti di neutroni - emette neutroni con energia
pittosto grande, dell'ordine di 1 MeV. Ma se questi
neutroni vengono emessi entro un blocco di paraffina
o entro una vasca d'acqua, essi urtano contro un atomo
di idrogeno, e siccome il neutrone e l'atomo di idrogeno
hanno, con grande approssimazione, la stessa massa,
siamo all'incirca nel caso di una palla da biliardo
che ne urta un'altra: l'energia cinetica della prima
si suddivide in parti, in media, eguali tra la palla
urtante e la palla urtata, così che la palla
urtante va via con circa metà dell'energia in
gioco; se poi essa subisce un secondo urto e poi un
terzo, e poi un quarto, dimezzando la propria energia
andrebbe addirittura a zero se a un certo punto non
intervenisse l'agitazione termica: ossia gli atomi di
idrogeno dell'acqua e della paraffina sono in agitazione
termica, cosicché il fenomeno del rallentamento
non va avanti illimitatamente.La proprietà di
attivazione è assai grande perchè in numerosissime
reazioni nucleari la sezione d'urto dei neutroni lenti
è molto maggiore di quella di quella dei neutroni
veloci, vale a dire i neutroni lenti hanno una probabilità
molto maggiore dei veloci di essere catturati.
Proprio per le ricerche sui neutroni nel 1938 Fermi
ebbe il premio Nobel per la fisica. Recatosi a Stoccolma
per ricevere il premio, preferì non rientrare
in Italia, soprattutto per le leggi razziali, essendo
la moglie di origine ebraica. Da Stoccolma con tutta
la famiglia si trasferì in USA, prima come professore
presso la Columbia University e poi all'Insitute of
Nuclear Studies dell'Università di Chicago, che
oggi porta il suo nome.
In America proseguì le ricerche con i neutroni
allo scopo di ottenere dalle reazioni nucleari sull'uranio
(fissione) uno sviluppo controllato di energia. Il risultato
fu raggiunto il 2 dicembre 1942 con l'attivazione del
primo reattore nucleare.
La notizia del successo fu comunicata da A. Compton
a Washington con una storica telefonata: "Il navigatore
italiano è approdato nel Nuovo Mondo". Gli
fu chiesto: "Come si sono comportati gli indigeni?".
La pronta risposta: "Molto amichevolmente".
Curiosità storica: il primo navigatore italiano
scoprì il Nuovo Mondo nel 1492, il secondo ne
scoprì un altro nel 1942.
Al pari degli altri eminenti fisici che in quel tempo
vivevano un USA, prese parte agli studi che portarono
alla realizzazione della prima bomba atomica di Los
Alamos, fatta poi esplodere ad Alamogordo all'alba del
16 luglio 1945.
Dopo la guerra si dedicò dapprima ad alcuni problemi
riguardanti la cosiddeta ottica dei neutroni e poi fino
alla morte, avvenuta a Chicago nel 1954, a numerose
ricerche teoriche e sperimentali sulle particelle elementari.
Riportiamo l'ultima parte della biografia di Fermi
scritta da E. Amaldi per Scienziati e Tecnologi contemporanei,
originale opera scientifica edita da Mondadori.
"Non ha molto scopo e forse anche ben poco senso
cercare di esprimere un giudizio sull'opera di Enrico
Fermi e sulla sua figura di scienziato e di uomo. Le
sue note e memorie originali sono state raccolte in
due volumi di oltre duemila pagine, che costituiscono
il più valido monumento: esse riguardano argomenti
dei più diversi tipi, che vanno dalla termodinamica
all'astrofisica, dall'elettrodinamica alla fisica atomica,
dalla fisica molecolare a quella nucleare e alle sue
applicazioni, dallo stato solido alla fisica delle particelle
elementari.
In tutti questi campi Fermi ha apportato contributi
essenziali talvolta teorici talvolta sperimentali, sempre
con acuto spirito di naturalista aderente e interessato
solo ai fatti della natura, con una sicurezza matematica,
un'inventiva di sperimentatore e una solidità
da ingegnere come nessun altro scienziato del nostro
secolo. Vissuto in un periodo di eventi storici drammatici,
è stato portato dal suo stesso lavoro ad avere
in essi una parte di primo piano, ma l'aspetto più
importante della sua vita è stato quello della
scoperta scientifica.
Le sue qualità di maestro, la sua semplicità
nei rapporti umani, il suo spiccatissimo senso del dovere
accompagnato da un entusiasmo eccezionale per lo studio
della natura, il suo equilibrio e la sua energia quasi
sovraumana hanno costituito aspetti della sua figura
più difficili da trasmettere e far ricordare
dei suoi risultati scientifici, ma sotto molti aspetti
d'importanza non inferiore."
