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Coincidenze e dipartite

2 Repliche

Cinquant’anni fa, il 15 marzo 1962, moriva Arthur Holly Compton.

Chi fu costui? Un fisico, premio Nobel 1927 per la scoperta dell’effetto che porta il suo nome e che costituì una formidabile conferma alla spiegazione quantistica dell’effetto fotoelettrico da parte di Einstein e all’idea del dualismo onda-particella della luce.

La coincidenza di essere incappato nei suoi dati biografici proprio oggi mi aveva spinto a cercare qualcosa da scrivere su di lui. E siccome non ho intenzione di tediare nessuno con i dettagli di una scoperta o la derivazione di formule interessanti solo per i pochi che certamente non hanno bisogno di leggerle qui, avevo pensato di scrivere qualcosa su come, da studente, l’ho conosciuto.

A parte menzioni più o meno passeggere in altri corsi, è stato con Fisica Teorica che ho incontrato l’effetto Compton. Il docente, già vicino alla pensione, amava molto percorrere con aneddoti ed episodi, in alcuni casi anche vissuti in prima persona, la storia dell’elettrodinamica quantistica. Era complicato seguire le lezioni di Duimio, soprattutto quelle nel primo pomeriggio. Il suo tono, discreto e sorridente, inatteso in una persona delle sue dimensioni, non agevolava. La pesantezza dei cibi della mensa nemmeno. Ricordo diverse volte di aver cercato invano di sistemare appunti in cui avevo iniziato a scrivere cose sensate, ma a un certo punto il segno della matita crollava inesorabile verso il basso in una traiettoria fuori controllo. Il problema è che eravamo in cinque o sei. Se si sia mai accorto delle mie (direi nostre) difficoltà a seguire non saprei, ma non mi stupirebbe se se ne fosse accorto e non avesse detto nulla per non mortificarmi.

Fiorenzo Duimio, però, più di altri e meglio di altri, mi ha condotto attraverso un ramo della fisica facendomene apprezzare la storia: non una storia di aneddoti fini a se stessi, ma, credo, con l’intento di far apprezzare la dimensione di un’impresa scientifica nel suo svolgersi. I problemi, visti non come altri ci avevano abituati, a partire dalla loro soluzione, ma dalla genesi, dalle condizioni al contorno, dalle domande che muovevano e dalle alternative che ponevano. E qui dentro, nel racconto di una storia e seguendo un testo “classico”, ore di integrali alla lavagna, di matrici gamma e di spinori, sezioni d’urto e scattering.

Non so quanto ricordo effettivamente dei dettagli tecnici, dopo diciassette anni. So però che non credo che impiegherei più di qualche ora a recuperarne i contenuti. Ciò che mi è rimasto è, sotto la misura e il garbo che dimostrava, una passione un po’ sonnacchiosa e nostalgica.

Arthur Holly Compton, allora. I raggi X che vengono diffusi incontrando un bersaglio elettronico, e quanto più vengono deflessi tanto più aumenta la loro lunghezza d’onda, e quindi diminuisce la loro energia. L’analogo ad energie più alte dell’effetto fotoelettrico. L’unione degli aspetti corpuscolari della luce (la diminuzione dell’energia dipendente solo dall’angolo di deflessione) e di quelli ondulatori (la lunghezza d’onda). E via gli integrali, la sezione d’urto, la dipendenza da theta.

Cose di questo tipo avrei scritto stamattina. Poi è girata la mail: cinquant’anni dopo, un’altra coincidenza. Addio caro prof dai piedi piccoli e il sorriso grande, che hai raccontato le cose a modo tuo e mi hai dato un modo tuo per ascoltarle.

Hertz

2 Repliche

Quando nel 1887 il trentenne Heinrich Hertz costruì un apparato sperimentale che gli permise di verificare che lo scoccare di una scintilla produce perturbazioni nel campo elettromagnetico che viaggiano a velocità altissima anche nel vuoto, egli non aveva in mente alcun vantaggio economico per sé.

Tutto ciò che lo spingeva era lo stimolo di una teoria fisica, l’elettromagnetismo di Maxwell, pubblicata solo vent’anni prima e sistemata in modo completo nel 1873, che lasciava spazio all’esistenza di onde elettromagnetiche che nessuno aveva mai osservato. Ciò che lo spingeva era un’opera umana, quella di Maxwell, di grandissima sintesi sostanziale, perché racchiudeva in un’unica spiegazione secoli di esperimenti in due campi, quello dei fenomeni elettrici e quello del magnetismo, che solo grazie ai progressi dei precedenti sessant’anni avevano iniziato a mostrare affascinanti punti di contatto; ma anche di eccezionale eleganza formale, perché grazie a strumenti matematici avanzati e all’introduzione del potenziale elettromagnetico, tutta la teoria poteva essere condensata nelle famose quattro equazioni di Maxwell. Lo scopo che Hertz si era prefisso era quello di trovare conferme o smentite a questa teoria, attraverso fenomeni che la ricchezza della teoria stessa suggerivano ma che non erano stati ancora osservati.

Sete di conoscenza, direi. La teoria di Maxwell è corretta o no? Descrive bene ciò che si conosce, ma è forse troppo ampia? O invece la sua struttura comprensiva, l’introduzione di questo nuovo “potenziale elettromagnetico” coglie aspetti della realtà che ci sono ignoti?

Intravvedo tre ragioni per cui occuparsi di ricerca in questo modo. Uno è certamente il fatto che la conoscenza sterile di oggi può diventare fruttuosa domani. Sappiamo da vari resoconti ed interviste come Hertz giudicasse di scarsissima utilità pratica la sua scoperta. Che, però, già dopo pochissimi anni, fu utilizzata per la telegrafia senza fili, la radio e via via fino alla televisione, alla telefonia cellulare, alle comunicazioni satellitari e fino a ricomprendere nella stessa famiglia di onde elettromagnetiche anche altri tipi di onde scoperte da altri, come i raggi X, i raggi gamma, le microonde e la luce.

C’è anche la gratificazione della fama, almeno nel mondo accademico e scientifico, a motivare gli studi e la ricerca.

Ma, io credo, la spinta più forte sta nel piacere intellettuale, nel gusto che si prova quando, di fronte a qualcosa di sconosciuto, si è in grado di comprenderlo, saggiarlo e infine spiegarlo, interpretarlo, descriverlo. Ed è un piacere molto umano, di chi, formica nell’universo, scopre segreti enormi, e qualche volta si sente parte di una famiglia in grado di fare qualcosa di decente su questa palla azzurra.

In un secolo abbondante le cose sono cambiate parecchio nella ricerca. Oggi il denaro ha un’importanza enorme anche nella scienza, nei programmi di ricerca. Quando qualcuno si chiede e ci chiede a cosa serva la ricerca di base, buttare dei soldi in questo pozzo senza fondo, a rispondere che arricchisce nel presente l’umanità in ciò che è e nel futuro in ciò che sarà in grado di fare, rischiamo di non essere capiti. Ma ricordiamoci di Hertz, e forse diremo comunque qualcosa di intelligente.