Scienziate che avrebbero dovuto vincere il Premio Nobel: Lise Meitner (1878-1968)

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Rinaldo Cervellati.

Lise Meitner: a physicist who never lost her humanity

Otto Robert Frisch

 

Elise (poi Lise) Meitner nasce a Vienna il 7 novembre 1878, terza di otto figli, da una famiglia ebraica di classe medio – alta. Tuttavia il padre, noto avvocato, era un libero pensatore e quindi la religione ebraico – giudaica non influenzò l’educazione dei figli. Fin dall’età di otto anni Elise mostrò uno spiccato interesse per le scienze, con una particolare predisposizione per la fisica e la matematica. Condusse propri esperimenti sui colori, su film sottili e sulla riflessione della luce. Purtroppo a quei tempi alle donne non era concesso frequentare istituti pubblici di educazione superiore, dovette quindi prendere un diploma di lingua francese e diventare insegnante di quella materia (l’unica professione per cui non era richiesta una preparazione universitaria). Nel frattempo si preparava privatamente per l’esame di maturità che era stato finalmente concesso anche alle donne. Nel 1901 superò l’esame, una delle quattro su 14 candidate a farcela. All’università di Vienna seguì i corsi di fisica, matematica, chimica e botanica, decidendo comunque che sarebbe diventata fisico. Anche il periodo da studentessa non fu facile, il suo biografo e nipote, Otto Robert Frisch[1], dice che dovette subire sgarbi da parte dei suoi colleghi uomini (a quei tempi una studentessa donna era considerata un fenomeno da circo) ma ricevette anche incoraggiamenti da parte dei professori [1]. Seguì le lezioni di Ludwig Boltzmann per il quale conservò sempre una grande ammirazione. Nel 1905 ottenne il dottorato in fisica, la seconda donna a raggiungere questo traguardo in Austria. A Vienna cominciò il suo interesse per la radioattività: nel 1905 non era ancora stato provato che le particelle α potessero essere deflesse passando attraverso la materia, Meitner progettò e realizzò uno dei primi esperimenti che dimostravano inequivocabilmente che alcune deflessioni avvenivano. Gli esperimenti mostravano che le deflessioni aumentavano all’aumentare del peso atomico dell’elemento attraverso cui le particelle venivano fatte passare [2]. Tuttavia non aveva ancora intenzione di specializzarsi in questo campo, che diventerà poi il suo principale interesse di ricerca. Da notare che esperimenti simili a questi e l’analisi statistica delle deflessioni condussero Ernest Rutherford alla scoperta del nucleo atomico (1911).

Lise Meitner nel 1906

Nel 1907 si reca a Berlino ma ha difficoltà a trovare lavoro come ricercatrice. Segue le lezioni di Max Planck all’università e incontra un giovane chimico, Otto Hahn, il quale stava cercando un fisico che lo aiutasse a interpretare i risultati dei suoi esperimenti sulla radioattività. Poiché Emil Fischer, direttore dell’Istituto di Chimica, non accettava donne nei laboratori dell’Istituto (era la legge), Otto e Lisa effettuarono i loro primi lavori in una carpenteria adattata a laboratorio per misure di radioattività. Fortunatamente, due anni dopo fu concesso e regolarizzato l’accesso delle donne all’università, Fischer tolse il divieto e i due poterono continuare le ricerche in un ambiente più favorevole e col sostegno dello stesso Fischer.

Per Hahn, chimico, la parte più avvincente della ricerca era la possibile scoperta di nuovi elementi e delle loro proprietà, Meitner, fisico, era più interessata alla caratterizzazione energetica delle particelle radioattive. Nel 1909 Meitner pubblica due lavori sull’energia della radiazione β.

Inoltre, insieme a Otto Hahn, ha scoperto e sviluppato un metodo fisico di separazione conosciuto come radioactive recoil, in cui i nuclei emettenti figli sono forzatamente espulsi dalla matrice nel momento del loro decadimento. In questo modo scoprirono la formazione di nuovi isotopi.

Nel 1912 il gruppo Hahn-Meitner si trasferì nella nuova sede del Kaiser Wilhelm Institute, dove Lise lavorò come ricercatore-visitatore nel dipartimento di Radiochimica diretto da Hahn, senza stipendio fino all’anno successivo quando ottenne un posto fisso all’Istituto dopo aver ricevuto l’offerta per professore associato all’Università di Praga.

Lise Meitner e Otto Hahn

Nella prima parte della Ia guerra mondiale, Meitner servì come infermiera addetta agli apparecchi a raggi X. Ritornò a Berlino e alla sua ricerca nel 1916, ma non senza lotta interiore. Sentiva una certa vergogna per voler continuare i suoi sforzi di ricerca quando pensava al dolore e alla sofferenza delle vittime della guerra e delle loro esigenze mediche ed emotive.

Nel 1917 Meitner e Hahn scoprirono il primo isotopo radioattivo a vita lunga dell’elemento protoattinio, per questo Meitner fu insignita della Medaglia Leibniz dall’Accademia Berlinese delle Scienze.

Nel 1926, Meitner divenne la prima donna in Germania a ottenere una cattedra di fisica all’Università di Berlino. Nel 1935, come direttore del dipartimento di fisica del Kaiser Wilhelm Institute di Berlino-Dahlem, insieme a Otto Hahn, divenuto direttore dell’Istituto, intraprese il cosiddetto “progetto transuranio” che portò alla scoperta inaspettata della fissione nucleare.

La scoperta del neutrone da parte di James Chadwick (1932) fu favorita anche dal fatto che Meitner gli fornì una piccola quantità di polonio (un emettitore α) più confacente del radio (emettitore α, β e γ) per gli esperimenti che aveva in mente. Con la scoperta del neutrone si aprirono nuove possibilità per l’esplorazione del nucleo atomico: come ho scritto nel precedente post, il gruppo di Fermi all’università di Roma, bombardando un composto di uranio con un fascio di neutroni suppose di aver prodotto i due elementi successivi, il 93 e il 94 (1934). Ignorando le critiche e le ipotesi di Ida Noddack, i fisici diedero credito alle conclusioni di Fermi, Meitner compresa [3].

Nel frattempo le leggi razziali naziste del 1934 costrinsero parecchi scienziati tedeschi di origine ebraica, fra cui Leo Szilard, Fritz Haber, Otto Frisch (nipote di Meitner) e molti altri ad abbandonare le loro cattedre e le loro ricerche cercando riparo all’estero.

Otto Frisch

Meitner, protetta dalla sua cittadinanza austriaca continuò le sue ricerche con Hahn a Berlino fino al 1938, quando con l’Anschluss l’Austria divenne parte della Germania. Meitner riuscì fortunosamente a raggiungere la Danimarca e infine la neutrale Svezia grazie anche all’aiuto di Niels Bohr e del nipote Otto Frisch. A Stoccolma si ricongiunse a Otto Frisch. Continuò comunque a corrispondere regolarmente con Hahn e altri scienziati tedeschi.

In occasione di una conferenza di Hahn nell’Istituto di Fisica di Copenhagen, Hahn, Bohr, Meitner e Frisch si incontrarono il 10 novembre 1938. Successivamente continuarono a scambiarsi una serie di lettere. Nel mese di dicembre Hahn e il suo assistente Fritz Strassmann[2] eseguirono nel loro laboratorio di Berlino i difficili esperimenti che provavano la realtà della “rottura” del nucleo di uranio bombardato da neutroni in bario (e krypton).

Apparecchiatura per lo studi della fissione (Museo di Monaco)

La corrispondenza con Meitner mostra che Hahn riconosceva che la “rottura” era l’unica spiegazione per la presenza del bario (in un primo momento chiamò il processo uno “scoppio” dell’uranio), ma era sconcertato da questa incredibile conclusione. Tuttavia i due inviarono, contemporaneamente alla lettera, una prima nota alla rivista Naturwissenschaften [4]. Di ciò non furono informati neppure i fisici del dipartimento dell’Istituto.

In questa nota essi sostengono, seppure fra molti dubbi e perplessità, di aver ottenuto prima del polonio e poi del radio e del bario dal bombardamento dell’uranio con neutroni, tuttavia le analisi chimiche li facevano propendere per la seconda ipotesi. Nel gennaio 1939, dopo aver ripetuto gli esperimenti, i due chimici inviarono un secondo e più dettagliato articolo alla stessa rivista confermando la presenza di metalli alcalini nei prodotti dell’uranio bombardato con neutroni lenti [5].

In febbraio 1939 in un successivo articolo Hahn e Strassman pubblicano la prova certa della formazione di frammenti di bario dalla rottura dell’uranio e introducono il termine “fissione nucleare” per il fenomeno [6].

Meitner e Frisch, che Hahn teneva costantemente informati dei progressi, furono dunque i primi a proporre un’interpretazione teorica, in base al “modello a goccia” di Bohr, su come il nucleo di uranio potesse essere diviso in parti più piccole: i nuclei dell’uranio si dividevano per formare bario e krypton, accompagnati dall’eliminazione di neutroni e da un’enorme quantità di energia. I neutroni emessi andavano quindi a colpire altri nuclei di uranio provocando così una reazione a catena. Pubblicarono questa interpretazione nello stesso febbraio 1939 [7]. Successivamente fu provato che questa enorme energia corrispondeva alla perdita di massa in base all’equazione di Einstein E = mc2.

Allo stesso modo essi interpretano le loro precedenti osservazioni sulle radiazioni emesse dal torio come la fissione dei nuclei di torio negli isotopi del bario e del krypton.

Questa interpretazione insieme a un metodo per “raccogliere” prodotti della fissione fu ripresa da Frisch in una successivamente nota su Nature [8].

Probabilmente il calcolo della corrispondenza difetto di massa-energia fu suggerito da Bohr il quale fece notare che la quantità di energia sviluppata era molto maggiore di quanto si calcolava per un fenomeno non fissile. Ma i fisici Meitner e Frisch erano convinti che la chimica fosse la sola responsabile del fenomeno e Hahn, chimico, era riluttante a spiegare la fissione in corretti termini fisici[3].

Nel 1945 il Premio Nobel per la Chimica 1944 fu assegnato al solo Otto Hahn con la motivazione: “per la sua scoperta della fissione di nuclei atomici pesanti”. Nella sua Nobel lecture Hahn non nominò i contributi di Strassman, Meitner e Frisch.

In realtà, sia lui sia Meitner erano stati candidati al Nobel per la chimica o per la fisica diverse volte prima della scoperta della fissione nucleare, ma nel 1945 il Comitato che scelse il Premio Nobel in Chimica decise di assegnare il premio 1944 esclusivamente a Hahn. Negli anni Novanta, i documenti a lungo secretati dei lavori del Comitato Nobel divennero pubblici e la storica Ruth Lewin Sime[4] ne approfittò per riconsiderare l’esclusione di Meitner. In un articolo del 1997 su Physics Today [9], Sime e i suoi colleghi Elisabeth Crawford e Mark Walker scrissero:

Sembra che Lise Meitner non abbia condiviso il premio del 1944 perché la struttura dei comitati Nobel non era adatta a valutare le competenze interdisciplinari, i membri del comitato svedese per la chimica non furono in grado o non vollero giudicare il suo contributo in modo equo, e anche a causa delle loro competenze limitate. L’esclusione di Meitner dal premio può essere riassunta come una miscela di pregiudizi disciplinari, ottusità politica, ignoranza e fretta. [9]

Meitner rimpianse di essere rimasta in Germania dal 1933 al 1938 e fu amaramente critica con gli scienziati che continuarono a lavorare per il terzo Reich. In una bozza di lettera del 1945 indirizzata a Hahn, scrive:

Avete lavorato per la Germania nazista. E vi siete limitati solo a una resistenza passiva. Certo, per essere in pace con la vostra coscienza avete aiutato qua e là una persona perseguitata, ma milioni di esseri umani innocenti sono stati assassinati senza che venisse fatta alcuna protesta … [si dice che] prima avete tradito i vostri amici, poi i vostri figli perché avete lasciato che la loro vita fosse trascinata in una guerra criminale – e infine che avete tradito la Germania stessa, perché quando la guerra era già senza speranza, non vi siete mai rivoltati contro la distruzione senza senso della Germania.[10]

Hahn non ricevette mai questa lettera.

Meitner non fece alcuna recriminazione per il mancato Nobel e rimase comunque affezionata a Hahn, nel 1959 tornò in Germania per partecipare alla celebrazione dell’80mo anniversario del compleanno di Hahn, insieme alla famiglia di lui.

In Svezia, Meitner continuò a essere attiva presso l’Istituto Nobel per la fisica, presso l’Istituto Nazionale di Ricerche Nazionali per la Difesa (FOA) e il Royal Institute of Technology di Stoccolma, dove ha avuto un laboratorio e ha partecipato alla ricerca su R1, il primo reattore nucleare svedese. Fino dal 1947, fu creata una cattedra personale per lei presso l’Università di Stoccolma con lo stipendio di professore e un finanziamento del Consiglio per la Ricerca Atomica.

Ebbe molti premi e onorificenze, sia in vita sia dopo. Nel 1966 le fu assegnata insieme a Otto Frisch, la medaglia Fermi dalla Commissione USA per l’Energia Atomica, ma la salute ormai compromessa dall’aterosclerosi le impedì di andare a Washington per ritirarlo personalmente. Dal 1960 si era trasferita in Inghilterra da alcuni parenti. Morì nel 1968 all’età di 89 anni.

Bibliografia

[1] O.R. Frisch, Lise Meitner, 1878-1968, Biogr. Mems Fell. R. Soc., 1970, 16, 405-420 http://rsbm.royalsocietypublishing.org/content/roybiogmem/16/405.full.pdf

[2] L. Meitner, Uber die Zerstreuung der α-Strahlen. (About the dispersion of the α-rays.) Phys. Zeit., 1907, 8(15), 489-491.

[3] O. Hahn, L. Meitner, Über die künstliche Umwandlung des Urans durch Neutronen (Sulla trasformazione artificiale dell’uranio da parte di neutroni), Naturwissenschaften, 1935, 23, 37-38.

[4] O. Hahn, F. Strassmann, Über die Entstehung von Radioisotopen aus Uran durch Bestrahlen mit schnellen und verlagsamten Neutronen, (About the formation of radioisotopes from uranium by irradiation with fast and verlagsamten neutrons) in German, Naturwissenschaften, 1938, 26, 755-756.

[5] O. Hahn, F. Strassman, Über den Nachweis und das Verhalten der bei der Bestrahlung des Urans mittels Neutronen entstehenden Erdalkalimetalle, Naturwissenschaften, 1939, 27, 11-15 (gennaio 1939), Trad. Ingl. Concerning the Existence of Alkaline Earth Metals Resulting from Neutron Irradiation of Uranium, in: American Journal of Physics, January 1964, p. 9-15. https://www.chemteam.info/Chem-History/Hahn-fission-1939b/Hahn-Fission-1939b.html

[6] O. Hahn, F. Strassman, Nachweis der Entstehung activer Bariumisotope aus Uran und Thorium durch Neutronenbestrahlung; Nachweis weiterer aktiver Bruchtucke bei der Uranspaltung, Naturwissenschsften, 1939, 27, 89-95 (febbraio 1939). Trad. Ingl. Proof of the Formation of Active Isotopes of Barium from Uranium and Thorium Irradiated with Neutrons; Proof of the Existence of More Active Fragments Produced by Uranium Fission, in: J. Chem. Educ., May 1989, p. 363-363 https://www.chemteam.info/Chem-History/Hahn-fission-1939b/Hahn-Fission-1939b.html

[7] L. Meitner, O. Frisch, Disintegration of Uranium by Neutrons: A New Type of Nuclear Reaction, Nature, 1939, 143(3615), 239-240.

[8] O. Frisch, Physical Evidence for the division of Heavy Nuclei under Neutrons Bombardment, Nature, Supplement, 18 Feb. 1939, 276.

[9] E. Crawford, R.L. Sime, M. Walker, A Nobel Tale of Postwar Injustice, Physics Today1997, 50, 26–32.

[10 ] cit in: John Cornwell, Hitler’s Scientists: science, war and the devil’s pact, Viking, New York,

2002, p.411.

[1] Otto Robert Frisch (1904-1979) fisico austriaco, dopo l’ascesa di Hitler al cancellierato nel 1933 decise di spostarsi in Inghilterra, a Londra, nello staff del Birbeck College lavorando sulla radioattività e sviluppando la tecnologia delle camere a nebbia. Per cinque anni fu all’Istituto di Fisica di Copenhagen con Niels Bohr, dove si specializzò in fisica nucleare e dei neutroni. Insieme alla zia, Lise Meitner, fornì l’interpretazione della fissione nucleare. Nel 1943, naturalizzato britannico, si recò negli USA, dove partecipò al Progetto Manhattan. Nel 1946 tornò in Inghilterra come professore di Filosofia Naturale a Cambridge.

[2] Fritz Strassmann (1902-1980), chimico tedesco, nel 1933 si dimise dalla Società Chimica Tedesca che stava diventando parte di una corporazione pubblica controllata dal partito nazista e fu inserito nella lista nera. Meitner e Hahn gli trovarono un posto di assistente a mezzo stipendio al Kaiser Wilhelm Institute. La sua esperienza in chimica analitica fu di fondamentale importanza nell’individuazione dei prodotti della fissione nucleare. Durante il periodo nazista, insieme alla moglie nascosero nella propria casa diversi amici ebrei, mettendo a rischio le proprie vite e quella del figlioletto di tre anni. Nel 1948 divenne direttore del Max Planck Institute per la Chimica. Nominato “Giusto fra le Nazioni” dallo stato ebraico nel 1985.

[3] In un’intervista rilasciata nel 1953 alla radio della RFT, Meitner affermò:

Otto Hahn e Fritz Strassmann erano in grado di farlo [fissione nucleare] con una chimica eccezionalmente buona, una chimica fantastica… . a quel tempo, Hahn e Strassmann erano davvero gli unici a poterlo fare. E questo era perché erano chimici molto bravi. In qualche modo sono veramente riusciti a usare la chimica per dimostrare un processo fisico.                                                                                                    

Nella stessa intervista Strassman però sostiene:

Meitner ha affermato che il successo potrebbe essere attribuito alla chimica. Devo fare una piccola correzione. La chimica semplicemente isolava le singole sostanze, non le identificava esattamente. Ciò è dovuto al metodo del professor Hahn. Questo è il suo successo.

Queste frasi sono riportate in wikipedia (english): https://en.wikipedia.org/wiki/Lise_Meitner

[4] Ruth Lewin Sime (1939), americana è professore emerito di chimica fisica dell’Università di Sacramento. Esperta in storia della scienza è autrice di una dettagliata biografia di Lise Meitner: “Lise Meitner: A life in Physics”, University of California Press, 1996. Il primo capitolo si può scaricare al link: http://www.washingtonpost.com/wp-srv/style/longterm/books/chap1/lisemeitner.htm

Vite parallele.

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Claudio Della Volpe

Non preoccupatevi, non voglio parlarvi di Plutarco e della sua opera che casomai avete studiato al liceo; anche se tutto sommato l’idea di Plutarco che le vite degli uomini potessero a volte fortemente assomigliarsi è una cosa sensata. Le Vite Parallele di Plutarco consiste di ventidue coppie di biografie, ognuna narrante la vita di un uomo greco e di uno romano.

Oggi farò una cosa simile; vi parlerò di due vite parallele di due chimici-scrittori, uno italiano, uno americano di cultura tedesca, che vissero la parte cruciale della loro vita durante la 2° guerra mondiale; entrambi si schierarono contro il fascismo e il nazismo spontaneamente, avrebbero potuto farne a meno ma lo fecero, entrambi caddero prigionieri dei tedeschi e corsero il rischio di morire vivendo drammatici avvenimenti.

Tornati dalla guerra entrambi divennero scrittori e scrissero libri divenuti famosi sulla loro esperienza, ma non solo; ed entrambi ad un certo punto si occuparono di un tema, quello dell’acqua, immaginando un’acqua “polimerica” terribilmente pericolosa che di fatto nei loro racconti distrugge la vita e il pianeta Terra.

Le loro opere sono parte della letteratura che si studia a scuola; ma in Italia l’autore è conosciuto più per le sue opere “serie”, come Se questo è un uomo o La tregua, mentre nella scuola americana l’autore che vi dico è studiato più per le sue opere (apparentemente) di fantascienza come Ghiaccio 9 (Cat’s cradle in inglese, trad. letterale “Il ripiglino” gioco dell’elastico o culla del gatto, che è un gioco che avete sicuramente fatto) o Mattatoio n. 5 (o La crociata dei Bambini (Slaughterhouse-Five; or, The Children’s Crusade: A Duty-Dance With Death, 1969)

E’ da notare che entrambi erano dichiaratamente atei ed entrambi morirono a seguito di una caduta dalle scale.

Nei medesimi anni in cui scrissero quei racconti vi fu poi un enorme interesse nella ipotizzata scoperta di un’acqua “strana” diversa, da quella normale, definita poliacqua o acqua anomala, che si rivelò una falsa scoperta, un artefatto frutto della solubilizzazione di alcuni componenti dei contenitori usati, ma la cui storia rivela molto dei modi in cui la scienza moderna si sviluppa.

E infine accenneremo a cose strane sull’acqua immaginate o supposte, vere e false.

I due chimici scrittori sono Primo Levi (Torino 1919- Torino 1987) e Kurt Vonnegut Jr.(Indianapolis 1922-New York 2007).

Probabilmente non conoscerete il secondo a meno che non vi piaccia la fantascienza, una tematica di cui si occupò anche Levi, sia pure solo in alcuni racconti (la serie di Vizio di Forma pubblicata nel 1971) , ma che fu il tema principale delle opere di Vonnegut, che è stato uno dei maggiori scrittori americani moderni ed un indiscusso leader del settore SF (Science Fiction).

Primo Levi

Kurt Vonnegut Jr.

Quella di Primo Levi è una storia che conosciamo meglio; laureato in chimica, di famiglia ebraica, ma ateo, Levi inizia a lavorare prima dell’inizio della guerra, ma poi “sale in montagna” e viene catturato da partigiano; si dichiara ebreo, viene mandato nel campo di concentramento di Auschwitz III, dove viene reclutato per la produzione della gomma sintetica; questo coinvolgimento e altri aspetti apparentemente casuali e secondari gli consentono di salvarsi la vita quando i russi nella loro avanzata liberano il campo; proprio alcune di queste circostanze fortuite ragione di vita per lui e morte per altri a lui vicini (come Alberto Dalla Volta) si imprimeranno nella sua mente e fino alla fine gli rimaranno nell’anima come un enorme fardello.

Tornato fortunosamente in Italia, scrive subito il suo primo libro (anche se le sue prime esperienze di scrittore risalgono a prima della guerra) che viene prima rifiutato e poi accettato con una condivisione sempre più larga che diventerà corale solo alla fine degli anni 50, consacrandolo scrittore a tutto tondo, con una produzione complessiva di tutto rispetto.

Farà comunque il chimico per molti anni e trarrà da questa sua attività fonte di ispirazione. Morirà in circostanze mai chiarite del tutto per una caduta dalle scale nel 1987.

Meno conosciuta la storia di Kurt Vonnegut jr., nipote di un immmigrato tedesco in USA, nato a Minneapolis, studente di biochimica a Cornell, nel 1943 decide spontaneamente di arruolarsi e diviene fante esploratore; catturato sul fronte delle Ardenne e detenuto a Dresda assistette al bombardamento della città da parte degli alleati, nel febbraio 1945, un bombardamento in cui vennero usate migliaia di bombe incendiarie e che fece decine di migliaia di vittime, ma si salvò per mero caso nascondendosi sotto il mattatoio dellla città, una grotta che gli salvò la vita e che serviva di solito per conservare la carne. Questo episodio scioccante fu poi da lui ripreso nel suo primo grande romanzo, Mattatoio n. 5 o la crociata dei bambini, un duro atto di accusa contro la guerra, ma anche un esempio di scrittura diversa dal solito e con fortissime venature fantascientifiche e satiriche.

Kurt non arrivò alla scrittura facilmente; sposato con la sua compagna di infanzia Jane Cox, di cui era profondamente innamorato, fu da lei spinto a scrivere.

In un articolo del New Yorker si narra la storia di questo rapporto così importante per lo scrittore.

in November, 1945, he wrote Jane in a fever of excitement. He had been reading the foreign affairs section of Newsweek when he realized something: “Everything that was reported by ace newsmen from the heart of Europe I found to be old stuff to me. . . . By Jesus, I was there.” That was me; I was there. That astonishing moment in “Slaughterhouse-Five” was the impetus for the entire book, first felt in 1945. His war experience was crying out to be written. He told her he was trying to remember every little thing that had happened to him. He would write about that. But one thing was clear: “I’LL NOT BE ABLE TO DO IT WITHOUT YOUR HELP.”

The next week, in a calmer mood, he articulated his new conviction. “Rich man, poor man, beggar man, thief? Doctor, Lawyer, Merchant, Chief?” he wrote, reprising his old theme. “From your loving me I’ve drawn a measure of courage that never would have come to me otherwise. You’ve given me the courage to decide to be a writer. That much of my life has been decided. Regardless of my epitaph, to be a writer will have been my personal ultimate goal.”

In realtà il suo romanzo a metà fra il fantascientifico e l’autobiografico il più famoso ed importante Mattatoio n. 5 nel 1969, fu anche l’inizio della fine del loro rapporto matrimoniale, ma rimasero sempre una coppia legata da forti sentimenti.

Il rapporto fra Vonnegut e la fantascienza è oggetto di una celebre citazione tratta da un suo romanzo, con cui Vonnegut si rivolge agli scrittori di questo genere:

« Vi amo, figli di puttana. Voi siete i soli che leggo, ormai. Voi siete i soli che parlano dei cambiamenti veramente terribili che sono in corso, voi siete i soli abbastanza pazzi per capire che la vita è un viaggio spaziale, e neppure breve: un viaggio spaziale che durerà miliardi di anni. Voi siete i soli che hanno abbastanza fegato per interessarsi veramente del futuro, per notare veramente quello che ci fanno le macchine, quello che ci fanno le guerre, quello che ci fanno le città, quello che ci fanno le idee semplici e grandi, quello che cí fanno gli equivoci tremendi, gli errori, gli incidenti e le catastrofi. Voi siete i soli abbastanza stupidi per tormentarvi al pensiero del tempo e delle distanze senza limiti, dei misteri imperituri, del fatto che stiamo decidendo proprio in questa epoca se il viaggio spaziale del prossimo miliardo di anni o giù di lì sarà il Paradiso o l’Inferno. »
(Da Dio la benedica, signor Rosewater o Le perle ai porci (1965))

(da wikipedia)

Vonnegut vinse parecchi premi letterari, si laureò in antropologia con una tesi che di fatto fu il romanzo

di cui parleremo più avanti. Fu inoltre nominato “artista dello stato di New York” per l’anno 2001-2002. In quegli anni manifestò il suo ateismo, confermando le voci che erano circolate in tal senso. Insegnò letteratura ad Harvard fu a lungo pompiere volontario e presidente della American Humanist Association (Associazione degli Umanisti Americani).

Morì il 10 aprile 2007 a seguito dei traumi cerebrali conseguenti ad una caduta in ambito domestico.

 

Entrambi questi scrittori così simili ma così diversi si sono occupati dell’acqua anomala, una scoperta avvenuta nel 1962 ad opera del ricercatore russo N. N. Fedyakin, pubblicata su una rivista russa, che era tradotta in inglese, ma di cui non sono stato capace di trovare copia in letteratura. Il lavoro fu poi continuato insieme a Derjaguin, un chimico fisico russo molto più noto, che la pubblicizzò in occidente decisamente solo dopo il 1966 con un congresso in Gran Bretagna ed un lavoro su Discussions Faraday Soc. 42, 109 (1966) e su JCIS nel 1967 ; la cosa divenne di dominio pubblico solo dal 1969 con articoli sui giornali e con articoli su molte altre riviste anche divulgative, scatenando una corsa alla ricerca ed alla emulazione fra le due grandi potenze.

Si trattava di un’acqua che condensava in una situazione particolare, in tubi capillari di quarzo e che mostrava delle proprietà molto particolari; si temeva potesse alterare stabilmente le proprietà del resto dell’acqua con cui veniva in contatto, argomento questo che arriverà in letteratura. La cosa scatenò una incredibile corsa fra i vari paesi a causa dei potenziali effetti benefici o tragici del materiale, ma fu comunque chiaro entro pochi anni che i dati erano frutto di un errore sperimentale, dovuto alla dissoluzione dei componenti del contenitore.

Fu pure pubblicato un libro (Poliacqua, ed, Il Saggiatore) da parte di uno dei più famosi studiosi dell’acqua di quel periodo F. Franks, autore del monumentale tomo sull’acqua in 7 volumi su cui ho studiato durante la mia tesi. La critica feroce di Franks scatenò una risposta altrettanto dura di Derjaguin su Nature.

La cosa interessante è che mentre la breve novella di Levi è stata scritta o almeno pubblicata nel 1971, dunque parecchio dopo che il tema era divenuto di dominio pubblico, e dunque quasi certamente è stata influenzata dagli eventi già svoltisi, (anche se l’autore scrive nella lettera a Einaudi che l’articolo di Scientific American da cui lo ha appreso è successivo al suo testo, in realtà lo precede, è del 1969 Polywater, Sci. Amer. 221, 90 (Sept., 1969); col beneficio di inventario il testo di Levi fu scritto fra il 1968 e il 1970, ma comunque già allora la notizia era circolata sui giornali), il romanzo di Vonnegut , un romanzo ampio e di argomento molto più complesso è stato pubblicato solo nel 1963, dunque quando in occidente pochissimi conoscevano la cosa e non è verosimile che Vonnegut ne fosse a conoscenza. Secondo me è una idea originale di Vonnegut, anche se la pubblicazione del romanzo è avvenuta dopo la scoperta, almeno formalmente.

Nel romanzo in realtà si parla di varie cose:

La voce narrante è John o Jonah (in inglese, sinonimo di portasfiga) è uno scrittore che ha deciso di scrivere un libro dal titolo Il giorno in cui il mondo finì, che vuole essere un resoconto su come alcuni scienziati responsabili dell’invenzione della bomba atomica trascorsero la giornata del 6 agosto 1945, appunto «il giorno in cui il mondo finì».

Le sue ricerche si concentrano su Felix Hoenikker, uno dei “padri” della bomba atomica, nonché Premio Nobel. Inizia così a rintracciare e contattare coloro che hanno conosciuto direttamente lo scienziato a partire dai figli. Il quadro che ne viene fuori è quello di un uomo interamente votato alla scienza, completamente estraneo alla vita sociale, incapace di amare la moglie Emily e di piangere la sua morte, incapace di fare da padre ai suoi tre. Da questa ricerca lo scrittore scopre anche qualcosa sull’ultima invenzione nata in risposta alle pressanti richieste di un generale della Marina americana, che gli aveva chiesto di inventare qualcosa capace di solidificare il fango. L’idea, come si viene a sapere in seguito, gli era venuta proprio il giorno dello sgancio della bomba, “giocherellando” a ripiglino con uno spago (e più precisamente quando forma la figura chiamata “cesta del gatto”, da cui il significato del titolo originale “Cat’s Cradle”). Da lì l’invenzione del “ghiaccio-nove”: un «seme», ovvero una microparticella in grado di cristallizzare e congelare istantaneamente l’acqua (portandone il punto di fusione a 114 °F, ossia 45,556°C) e potenzialmente in grado, con una reazione a catena, di propagare questa proprietà a tutta l’acqua del pianeta, con conseguenze catastrofiche. Alla morte dello scienziato i tre figli si spartiscono l’invenzione, conservando ognuno una scheggia di “ghiaccio-nove”.

(da wikipedia)

Non vi dico come continua sperando siate stimolati a leggerlo.

I titoli delle due opere hanno origini del tutto diverse; infatti quello di Levi Ottima è l’acqua, prende il titolo in prestito dal famoso incipit della Prima Olimpica di Pindaro: Ἄριστον μὲν ὕδωρ”.

Mentre il titolo del romanzo di Vonnegut, Cat’s cradle, la culla del gatto si rifà ad un giochino da ragazzi, in italiano chiamato ripiglino, a cui avete certamente giocato anche voi da ragazzi e mostrato nelle figure accluse al testo.Concluderei come conclude Franks il suo libro; scoperte sull’acqua e sulle sue presunte caratteristiche rivoluzionarie sono continue. Acque magiche se ne sono scoperte varie volte, ma l’acqua in effetti si presta, ha proprietà incredibili; per chi volesse esplorarle tutte compiutamente e con dettaglio c’è la pagina ben nota di Martin Chaplin http://www1.lsbu.ac.uk/water/

La proprietà che mi intriga di più è il fatto che l’acqua (come molte altre molecole) è una miscela di isomeri di spin nucleare, NSIM, in sigla; il caso più famoso è l’idrogeno, ma l’acqua è l’altra molecola famosa e semplice di cui si è ottenuta la separazione dei due isomeri di spin; orto-acqua e para-acqua, l’acqua è insospettabilmente una miscela non solo di due quasi-fasi, strutturata/non strutturata come insegnava Franks decenni fa ma proprio di due diverse molecole, con reattività diversa, ma interconvertibili fra loro. L’argomento si presterebbe a scrivere un altro post e dato che sono stato già abbastanza lungo mi fermo qua e ne riparlerò appena possibile.

da Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1 – 5

Riferimenti.

-An Annotated Bibliography for Anomalous Water

LELAND C. ALLEN Journal of Colloid and Interface Science, VoL 36, No. 4, August 197 p. 554

– F. Franks Poliacqua Il saggiatore 1983 tradotto da Polywater MIT press 1981

– B. Derjaguin Nature 1983 Polywater rewieved, v. 301 p.9-10

https://www.reuters.com/article/us-vonnegut/kurt-vonnegut-dead-at-84-idUSN1126991620070412

https://www.google.it/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0ahUKEwipndGsurnXAhXjHJoKHXeUAccQFggpMAA&url=http%3A%2F%2Fwww.physi.uni-heidelberg.de%2FForschung%2FANP%2FCascade%2FTeaching%2FFiles%2FPolywater.pptx&usg=AOvVaw0YPjui-hslUjnGrMZTkq7P

Ghiaccio 9 – Urania 1383 – K. Vonnegut trad da Cat’s cradle, 1963 in inglese, prima edizione italiana 1994   https://en.wikipedia.org/wiki/Cat’s_cradle

Mattatoio n. 5 – Kurt Vonnegut, Slaughterhouse-Five; – or, The Children’s Crusade: – A Duty-Dance With Death, Delacorte Press, 1969, pp. 186.

Oppure Kurt Vonnegut, Mattatoio n. 5, o la crociata dei bambini : danza obbligata con la morte, Scrittori italiani e stranieri, Mondadori, 1970, pp. 205,

Ottima è l’acqua – P. Levi in Opere complete vol. 2 pag. 733 – ed. Repubblica l’Espresso

  1. N. Fedyakin, Change in the Struc- ture of Water During Condensation in Capillaries, Kollo~d. Zh. 9.4, 497 (1962). Translation: Colloid J. USSR (English Transl.) 24, 425.
  2. B. V. Derjaguin and N. N. Fedyakin, Special Properties and Viscosity of Liquids Condensed in Capillaries, Dold. Akad. Nauk SSSR 47, 403 (1962). Translation: Dokl. Phys. Chem., Proe. Aead. Sd. USSR 147, 808.
  3. V. Derjaguin, Effect of Lyophile Surfaces on the Properties of Boundary Liquid Films, Discussions Faraday Soc. 42, 109 (1966).
  4. V. Derjaguin, N. N. Fedyakin, and M. V. Talayev, Concerning the Modified State and Structural PoIymorphism of Liquids Condensed from Their Under- saturated Vapors in Quartz Capillaries, J. Colloid. Interface Sei. 24, 132 (1967).

Poliacqua e altre storie.

In evidenza

Mauro Icardi.

Il racconto di Primo Levi intitolato “Ottima è l’acqua” è quello che chiude il volume di racconti fantascientifici “Vizio di forma”, la cui prima edizione risale al 1971.

Nel 1987 uscì la seconda edizione nella quale fu anteposta la “Lettera 1987” di Primo Levi all’editore Einaudi. In questa lettera l’autore esprime alcune considerazioni, ed il proprio punto di vista sui racconti scritti quindici anni prima. Il libro risente delle atmosfere dei primi anni 70, e Levi fa riferimento anche al “Medioevo prossimo venturo” di Roberto Vacca quale fonte di ispirazione. Nella parte conclusiva di questa lettera si sofferma proprio sul racconto “Ottima e l’acqua.” L’invenzione narrativa parte dalla scoperta fatta da un chimico, Boero, che si accorge dell’aumento della viscosità dell’acqua. Prima eseguendo misure sull’acqua distillata del laboratorio dove lavora, e notando lievi scostamenti. Poi accorgendosi durante una passeggiata in campagna che il torrente che sta osservando sembra scorrere più lentamente. Prelevato un campione di acqua verificherà che anche l’acqua di quel torrente, e in seguito di vari corsi d’acqua italiani ed europei è molto più viscosa del normale. Le conseguenze immaginate sono catastrofiche. Difficoltà di nutrimento per le piante, impaludamenti dei fiumi, ispessimento del sangue degli esseri umani, con conseguenti problemi di tipo cardiocircolatorio, e morti premature.

Levi ricorda come dopo la pubblicazione del suo libro la rivista “Scientific American” riportò la notizia della scoperta di un’ acqua simile a quella del racconto. Ecco la parte in cui ne parla.

Quanto a “Ottima è l’acqua”, poco dopo la sua pubblicazione lo “Scientific American ha riportato la notizia, di fonte sovietica, di una “poliacqua” viscosa e tossica simile per molti versi a quella da me anticipata: per fortuna di tutti le esperienze relative si sono dimostrate non riproducibili e tutto è finito in fumo. Mi lusinga il pensiero che questa mia lugubre invenzione abbia avuto un effetto retroattivo ed apotropaico. Si rassicuri quindi il lettore: l’acqua , magari inquinata non diverrà mai viscosa, e tutti i mari conserveranno le loro onde

In effetti la storia della poliacqua è estremamente singolare. Inizia nel 1962 quando su una rivista Sovietica, il Kolloid Zurnal pubblica un articolo nel quale il Fisico Nikolaj Fedjakin sostiene di aver scoperto un nuovo stato strutturale dell’acqua durante la condensazione in capillari. Successivamente il direttore dell’Istituto di Chimica-Fisica di mosca Boris Derjagin venuto a conoscenza di questi esperimenti li ripete con capillari in quarzo. Nel 1966 la notizia della scoperta di questo tipo di acqua esce dai confini dell’URSS per arrivare in Inghilterra in un convegno tenutosi a Nottingham. Nel 1970 però già si comincia a pensare che una struttura maggiormente viscosa dell’acqua sia dovuta a semplice contaminazione. L’articolo esce su “Science” nel 1970. Il titolo è “Poliwater: Polimer or artifact?”

Sarà un articolo che sarà molto contestato e criticato dalla comunità scientifica del tempo, che evidentemente era molto attratta da questa possibilità.

In altre parole si trattava di acqua sporca, o fortemente carica di sali. Niente di più di questo. La poliacqua non esisteva. E un articolo uscito su Nature nel 1971 mise del tutto fine alla vicenda in questione. Nature dovette ricredersi, visto che prima aveva considerato la chimerica poliacqua come “la sostanza più pericolosa esistente sulla terra, da trattare con la massima cautela

Ne da conto anche il quotidiano torinese “La Stampa” nel nella pagina delle cronache dall’estero del 10 Ottobre 1969.

Individuata la sostanza più micidiale del mondo E’ la « poliacqua » e porrebbe distruggere ogni forma di vita (Nostro servizio particolare)

Londra, 10 ottobre. Una sostanza artificiale, che esiste in minuscole quantità, potrebbe distruggere ogni forma di vita sulla Terra. Lo afferma il professore americano F. J. Donahoe, in una lettera pubblicata dalla rivista scientifica inglese Nature. La sostanza si chiama « poliacqua » (Polywater) ed è conservata in alcuni laboratori scientifici della Gran Bretagna, dell’Urss e degli Usa. Il professor Donahoe scrive che se questa sostanza, inventata dai sovietici nel 1962, fosse mescolata all’acqua normale e si auto-generasse in grandi quantità, la Terra si trasformerebbe in un pianeta morto e infuocato come Venere. « Sino a che non si saranno accertate le sue esatte caratteristiche », ha, aggiunto lo studioso americano, « la “poliacqua” dovrebbe essere attentamente conservata. E’ la sostanza più pericolosa che io conosca ». Un portavoce della rivista Nature ha dichiarato di ritenere estremamente improbabile che la « poliacqua » possa autogenerarsi, ma che «esiste una possibilità infinitesimamente piccola che ciò possa accadere».

(Brano tratto da Archivio Storico La Stampa)

L’abbaglio si potrebbe spiegare in molti modi. Prima di tutto l’importanza che l’acqua riveste per i fenomeni vitali. L’idea quindi che un’acqua per così dire aliena potesse in qualche modo contaminare la normale acqua liquida, probabilmente inquietò i ricercatori. Una delle ipotesi che vennero formulate fu quella che l’acqua comune fosse una forma metastabile dell’acqua, e che potesse quindi subire la trasformazione in poliacqua. E anche in questo caso si teorizzò quanto poi si è visto successivamente: cioè che l’acqua avesse una sorta di memoria ancestrale del suo stato di poliacqua, propagando tale stato alle molecole di acqua liquida adiacenti. In sostanza quanto appunto immaginato nel racconto di Primo Levi.

Una commemorazione.

In evidenza

Si commemorano in questi giorni i 70 anni della pubblicazione di Se questo è un uomo; il testo di Levi, scritto fra la metà del 1945 e il gennaio 1947 fu rifiutato due volte da Einaudi, a causa della valutazione negativa della Ginzburg e di Pavese, secondo i quali c’erano già troppe testimonianze sui campi di concentramento.

Il testo fu dunque pubblicato da de Silva, una piccola casa editrice, nell’autunno 1947 e fu solo oltre 10 anni dopo che Einaudi lo pubblicò negli Struzzi.

Anche noi facciamo una piccola commemorazione; par nostra.

Luigi Campanella, già Presidente SCI.

Sono fra coloro che hanno appreso con dolore la notizia del passaggio de La Chimica e l’Industria dall’edizione cartacea a quella solo on line. Ritengo che l’informatizzazione contribuisca moltissimo alla migliore organizzazione della nostra società, ma penso anche che un bel testo cartaceo da potere sfogliare fisicamente sia più godibile e più stimolante. Molti si chiederanno cosa c’entri questo discorso con Primo Levi a cui è dedicato questo mio breve articolo.

La ragione è questa: rileggendo i cartacei del giornale della SCI ho avuto la possibilità di imbattermi in una lettera di Primo Levi al Direttore della Chimica e l’Industria e così di conoscere  su una figura così maestosa ancora di più, cose che prima non conoscevo e che forse non avrei mai saputo se non avessi avuto disponibile proprio quella raccolta cartacea.

La lettera è del novembre 1947 ed è scritta da un Primo Levi ventisettenne. Il chimico, scrittore, scultore ci parla del complesso industriale che i tedeschi realizzarono  nell’area di Auschwitz, 40 Km ad ovest di Cracovia, con il fine di produrre gomma sintetica a partire dal carbone.attraverso la cokificazione, il carburo di calcio, l’acetilene, il butadiene ed il processo di polimerizzazione per emulsionamento. Nella lettera c’è il tentativo di correlare la capacità produttiva agli spazi occupati dalla fabbrica ed alla natura delle materie prime utilizzate nonchè all’organizzazione aziendale ai fini della soluzione del problema “sociale” della sistemazione della mano d’opera in campi di concentramento disposti a corona attigui al cantiere. I bombardamenti alleati sulla fabbrica ne preclusero qualsiasi produzione fino alla presa in carico da parte dei russi che vollero esaltare nel ciclo produttivo restaurato gli aspetti analitici di controllo delle materie prime e dei prodotti finiti. Eravamo nel 1945, ma in tutto ciò ritroviamo i cardini delle strategie industriali moderne a conferma che Primo Levi fu un chimico che pensava con le mani, forse una dote che oggi con la robotizzazione ed automazione di molte attività si è persa.

La stessa dote che consentì a Primo Levi di inventare e sperimentare vernici nuove e di riutilizzare gli scarti delle produzioni per realizzare sculture  di filo di rame intrecciato: Arte e Scienza pure dopo un dramma incommensurabile come quello delle stragi naziste,a conferma del ruolo rigenerante della cultura.

 

Voi che vivete sicuri
nelle vostre tiepide case,
voi che trovate tornando a sera
il cibo caldo e visi amici:
considerate se questo è un uomo,
che lavora nel fango,
che non conosce pace,
che lotta per mezzo pane,
che muore per un sì o per un no…

(Primo Levi, primi versi della poesia Shemà epigrafe in Se questo è un uomo)

 Riferimenti:

http://www.cid-torviscosa.it/attivita/news/il-lager-di-buna-monowitz-nella-descrizione-di-primo-levi-in-una-lettera-dimenticata-alla-rivista-la-chimica-e-lindustria-del-1947/

L’Arte nei Musei di Scienza.

In evidenza

Luigi Campanella, già Presidente SCI

Il concetto di arte non riguarda solo il campo delle arti applicate ma può essere riferito anche ad una poesia,ad uno spartito musicale o anche ad un oggetto utilizzato nel campo scientifico, oggetti didattici e artistici al tempo stesso che rappresentano un patrimonio storico-artistico e scientifico inestimabile; simboli dell’evoluzione scientifica legati ad un concetto di bellezza durevole nel tempo, punto di incontro fra Arte e Scienza, gli strumenti scientifici sono stati oggetto di interesse dei più grandi collezionisti a partire dal secolo XVI fino al XVIII, esposti all’interno delle Wunderkammer per la loro bellezza e raffinatezza di lavorazione, esprimevano il gusto e gli interessi scientifico-culturali dell’aristocrazia del tempo.

Inizialmente non venivano neanche utilizzati in campo scientifico perché considerati imperfetti e non in grado di rispondere alle teorie che avevano determinato la loro nascita, per cui era considerato maggiormente l’aspetto estetico che rappresentava il vanto e la grande maestria artigianale degli artisti a cui venivano commissionati tali oggetti.

Questi oggetti servivano alle misure relative alle scienze esatte: geometria, astronometria, geografia, cronometria ed alle varie branche della fisica;oggi gli stessi strumenti,a parte le dimensioni,sono costruiti con spirito puramente utilitario ed applicativo..

Ma una volta non era così. Molti scienziati al servizio di corti principesche ritenevano di dover fare costruire oggetti degni dello splendore dei loro mecenati e ne affidavano l’esecuzione ad artigiani di grande valore, essi stessi sovvenzionati dal signore del luogo.

Nascevano così quei compassi d’argento dorato, quegli astrolabi cesellati e incisi il cui lusso è ancora oggi apprezzato e fonte di grande sorpresa.

E’ evidente che la loro funzionalità doveva prevalere sull’ aspetto puramente decorativo che doveva invece essere inteso soltanto come abbellimento,comunque studiato in modo di non impacciare mai l’operatore.

La forma dell’oggetto così come ci si presenta non è mai casuale ma deve seguire una serie di regole imposte dalla funzionalità dell’oggetto stesso, che da principio sembra essere lontano da un concetto di bellezza; lo studio della strumentazione scientifica in realtà contiene in sé un forte fascino estetico ma è anche simbolo dell’evoluzione umana.

La storia della produzione scientifica, in particolar modo in Italia è sempre stata ostacolata dalla mancanza di cultura scientifica e tranne in rari casi, gli oggetti creati sono stati di scarso rilievo.

Gilberto Govi Fisico (1826 – 1889)

Un quadro più accurato ci è presentato dal Govi nel 1873 in una magistrale relazione sugli strumenti scientifici, in cui egli mostra la necessità di iniziare anche nell’Italia rinnovellata le industrie di precisione.

“..l’industria degli strumenti di precisione o scientifici non si mostra né si fa importante se non nei luoghi dove le scienze pure o applicate si coltivano con amore, sono apprezzate dal pubblico, onorate e favorite dal governo. Così a

Venezia e Genova dove il commercio alimentava gli studi della Nautica si cominciarono a costruire le migliori bussole, i buoni astrolabi e le carte da navigare ed ancora ai tempi di Galilei si imposero buoni lavoratori di lenti e cannocchiali.In Germania invece gli orologi, necessari a gente divenuta economa del tempo, si fecero squisitamente in Allemagna e furono perfezionati nell’Olanda navigatrice; poi in Inghilterra divenuta a sua volta la prima nazione navigatrice si imposero ottimi strumenti per l’astronomia, e,dietro la spinta dal genio e dalla reputazione del Newton, si lavorarono prismi, cannocchiali, telescopi a riflessione, termometri, barometri, macchine pneumatiche, microscopi, ecc. che per molti anni non ebbero rivali.

Il Colbert fondando l’Academie des Sciences fece sorgere in Francia l’ndustria di precisione, che toccò il suo apogeo nella prima metà del XX secolo nelle officine del Gambey, del Lenoir, del Fortin, del Cauchoix, del Soleil, ecc., quando in Parigi sedeva una pleiade di illustri scienziati, e alle intemperanze guerresche era succeduto un periodo di pace operosa e feconda.

Nell’Italia intanto, esauritisi quegli antichi conati di Genova e di Venezia, e l’eccitamento momentaneo destato in Roma dal Cesi coi Lincei, e in Firenze dal Granduca Ferdinando e dal principe Leopoldo con l’Accademia del Cimento non si stabilì mai una vera industria di precisione.

Si fecero sforzi individuali, talvolta meravigliosi, si ebbe ingegnosità somma e fecondità nell’ideare strumenti, ma, non essendo abbastanza diffusa, né sufficientemente incoraggiata a cultura delle scienze, le officine dei costruttori non trovarono capitali per fondarsi e non sorsero, o morirono sul nascere,purtroppo specialmente in Italia..

L’Amici fu nella prima metà di questo secolo il più insigne fra i costruttori di microscopi e di camere lucide, ma neppure esso instituì una vera industria, non avendo mai avuto più di tre o quattro operai in ristrettissimo laboratorio, così mal fornito degli arnesi necessari al lavoro, che le sue combinazioni di lenti, comprate avidamente dai Francesi, dagli Inglesi e dai Tedeschi, venivano rimontate da loro su nuovi strumenti, lavorati con quella finitezza che l’illustre micrografo non poteva conseguire nella sua modesta officina.

I termometri e le altre vetrerie soffiate dal canonico Bellani erano saliti in qualche reputazione fra noi, perché non avevano chi facesse meglio di lui, ma nessuno, se non forse qualche curioso, ne esportò mai, né se ne fece un ramo di commercio.

I compassi di fabbrica milanese o padovana, quantunque ben lavorati, per il peso eccessivo non poterono mai competere vittoriosamente con quelli di Francia o di Svizzera, altrettanto precisi ma più leggeri e quindi più comodi tanto che l’officina Galilei di Firenze, fondata e diretta per alcun tempo dal compianto prof. Donati, dopo alcuni tentativi di costruzione di qualche strumento ottico, finì per lavorare specialmente a contatori e apparecchi pei telegrafi.

In Italia non sono mai nate fabbriche d’orologi, malgrado la fama del Dondi autore di un antichissimo planetario, e se ne ebbe la Savoia, dove prosperano ancora, li perdemmo nel 1859 quando fu ceduta quella terra alla Francia.

“Per gli strumenti chirurgici invece, hanno anche gli italiani alcune officine nelle quali si lavorano industrialmente, e dalle quali si esportano con qualche profitto”.

Queste le parole del Gori che ci indicano la situazione in cui si trovavano ad operare i costruttori degli strumenti scientifici in Italia e all’estero.

I primi campioni-tipo di lunghezza furono creati rapportandosi alle membra umane: l’auna, che serve a misurare i tessuti, ripete il gesto del merciaio ed ha, secondo i paesi, o la lunghezza del braccio o quella delle due braccia distese; il gomito va dal gomito all’estremità del dito medio, e così via.

Tra tutte queste unità il piede fu il più universalmente usato, e lo è ancora: il sistema più rapido e semplice per misurare le brevi distanze è, difatti, quello di percorrerle mettendo un piede dopo l’altro proprio come suggeriva il sistema di campionatura descritto nel 1522 dal geometra tedesco Jacob Koebel.

La Cina, mille anni prima dell’era volgare, l’applicava anch’essa, fissando la lunghezza del piede a mille grani di miglio.

Nella maggior parte dei paesi, veniva fissata una sbarra-campione ufficiale di bronzo, incastrata nel muro di un monumento o deposta in un edificio pubblico.

In agrimensura ci si serviva dei multipli del piede: la tesa e la pertica.

Le aree ed il volume erano calcolati in rapporto a questi campioni-tipo.

Per le capacità, che riguardavano recipienti di forma imprecisa, ci si serviva di forme cilindriche di pietra.

Alcune di esse sono ancora visibili presso la porta di certe chiese; a volte invece, i campioni-tipo erano di bronzo, conservati negli archivi delle città.

Esistevano anche dei boccali per misurare il vino e la birra e della moggia per il grano.

Per il peso si facevano, infine, dei campioni-tipo di bronzo, di pietra e persino di vetro: campioni-tipo che hanno preceduto quelli di platino(es. le pile di Carlo Magno, scodellini di bronzo incastrati l’uno nell’altro, le cui somme successive costituiscono una scala che va da pochi grammi a parecchi chilogrammi).

Il Museo della Bilancia a Campogalliano (Mo).

Lo strumento analitico più popolare sia per la frequenza d’uso sia per avere legato la sua funzione a quella di un settore. la gravimetria,il primo cronologicamente dell’analisi chimica sia per la ricchezza di esemplari esposti nei Musei è certamente la bilancia. Per quanto riguarda le bilance commerciali, la cui capacità va da qualche grammo a parecchi quintali, esse venivano decorate con particolare cura nei casi in cui la loro destinazione avesse un carattere ufficiale. La perfezione della loro esecuzione è particolarmente apprezzabile in un’epoca in cui i materiali erano ancora abbastanza rustici: certe bilance da gioielliere, vecchie di più di tre secoli, sono ancora funzionanti.

Concludendo :quando si parla di Arte e Scienza si cerca di ricomporre un’unione che proprio i Musei con la loro molteplice caratterizzazione ufficiale avevano messo in discussione,senza rendersi conto forse che nei Musei Scientifici c’è Arte come in quelli Artistici c’è Scienza

Note sull’Antropocene.3. Gli scenari.parte prima.

In evidenza

Claudio Della Volpe

Nei tre precedenti post sul tema dell’Antropocene (pubblicati qui, qui e qui) abbiamo presentato la storia di questo concetto e le quattro ipotesi principali sull’origine temporale dell’Antropocene; in questo post invece (ed in altri successivi) presenteremo le ipotesi sui possibili scenari futuri, come li vede oggi la cultura umana nelle sue varie accezioni.

Parliamo di scenari ovviamente perchè nessuno ha la capacità di prevedere il futuro; il sistema Terra è una struttura complessa e lontana dall’equilibrio, ricca di retroazioni e il suo comportamento fortemente non lineare non prevede al momento “equazioni sintetiche”.

Alcuni degli scenari che descriveremo sono frutto della discussione fra scienziati, altri ancora della letteratura; l’Antropocene e il futuro dell’umanità e della biosfera sono di fatto stati già oggetto di analisi nei decenni passati e ancor più lo saranno prossimamente. Alcuni temi sono stati oggetto di modellazione matematica e numerica, come il clima, altri invece sono stati analizzati da quella sorta di modellazione analogica costituita dall’immaginazione umana e dalla letteratura, per esempio dalla parte più nobile della fantascienza.

E’ chiaro inoltre che l’argomento è talmente caldo e ci riguarda tanto da vicino che nessuna “freddezza” scientifica è possibile; l’Antropocene è la nostra interazione con il resto della biosfera dopotutto e la sua evoluzione dipende da noi e dai limiti della biosfera medesima.

Scenario Fermi. Cominciamo con l’opzione peggiore che potremmo chiamare scenario Fermi. Il paradosso di Fermi (https://en.wikipedia.org/wiki/Fermi_paradox and https://www.osti.gov/accomplishments/documents/fullText/ACC0055.pdf)

In sostanza durante una discussione informale tenuta con altri colleghi a Los Alamos nel 1951 Enrico Fermi si chiese “Dove sono tutti quanti?”, ponendo il problema, il paradosso fra la probabilità giudicata in genere elevata della vita su altri pianeti e il fatto che nessun visitatore alieno ci sia finora chiaramente apparso. Una possibile e radicale soluzione a questo paradosso è che l’intelligenza capace di sviluppare tecnologia corrisponda ad una elevata instabilità sociale e che dunque le società di questo genere si autodistruggano, per cui nella galassia ci siano o ci siano state ma siano destinate a scomparire, l’intelligenza potrebbe essere un vicolo cieco dell’evoluzione, almeno nelle forma in cui si manifesta con noi: un primate sociale dotato di strumenti exosomatici ed in grado di accumulare risorse ritardando l’effetto delle retroazioni ambientali sarebbe una specie instabile, destinata a scomparire.

Dopo tutto alla fine la seconda legge si esprimerà ed avrà come effetto inevitabile la distruzione del sistema sociale; è un pò anche il cosiddetto “pessimismo entropico” di Nicolau Georgescu Roegen nelle sue varie accezioni (l’idea di base è che materia ed energia entrano nel processo economico con un grado di entropia relativamente bassa e ne escono con un’entropia più alta): potrebbe essere semplicemente il risultato inevitabile del conflitto fra la visione temporale lineare e a breve termine dell’uomo ed il comportamento esponenziale di molte sue creazioni (se un’alga raddoppia ogni giorno e in 30 giorni riempirebbe lo stagno che la ospita, in quale giorno ne riempirà “solo” la metà? Nel 29esimo.), o ancora la legge dei ritorni decrescenti: se una struttura come la nostra società cresce di complessità inevitabilmente la sua efficienza diminuisce ed essa va incontro a crisi crescenti dovute al ritardo nei suoi tempi di reazione, all’inevitabile effetto della costante di retroazione, un criterio invocato per spiegare molti crolli storici, a partire dall’impero Romano.

Georgescu Roegen era stato allievo di Schumpeter, che pure attribuendo il costante sconvolgimento dell’economia capitalitica alla cosiddetta “creazione distruttiva” con molti aspetti positivi, riteneva il processo sostanzialmente instabile e insostenibile sul lungo periodo.

Scenario Dyson. La risposta al pessimismo entropico è la visione della sfera di Dyson.

Nel suo articolo Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation (“Ricerca di sorgenti stellari artificiali di radiazione infrarossa”), pubblicato sulla rivista Science (Science, vol. 131, pp. 1667–1668, 1959), Dyson teorizzò che delle società tecnologicamente avanzate avrebbero potuto circondare completamente la propria stella natia per poter massimizzare la cattura di energia proveniente dall’astro. Rinchiusa così la stella, sarebbe possibile intercettare tutte le lunghezze d’onda del visibile per inviarle verso l’interno, mentre tutta la radiazione non utilizzata verrebbe mandata all’esterno sotto forma di radiazione infrarossa. (Da ciò consegue che un possibile metodo per cercare civiltà extraterrestri potrebbe essere proprio la ricerca di grandi fonti di emissione infrarossa nello spettro elettromagnetico.)

Una sfera di Dyson è una sfera di origine artificiale e di raggio pari a quello di un’orbita planetaria. La sfera consisterebbe di un guscio continuo o di una serie di elementi posti attorno alla stella. Questo, oltre ad essere un modo per raccogliere un’enorme quantità di energia, permetterebbe di creare uno spazio vitale immenso.

Non entro nel merito dei problemi tecnici riguardanti la costruzione della sfera, mi tengo a livello generale di punto di vista: è il punto di vista di chi accetta la sfida del’Antropocene e pensa di poterla risolvere con i medesimi strumenti di gigantismo e di dominio tecnologico con i quali siamo arrivati fin qui.

Ci sono dei problemi. Per esempio la materia dell’intero sistema solare non basterebbe a costruire un guscio di questo tipo sufficientemente spesso e servirebbe usare materia da altri sistemi solari.

Un altro potrebbe essere quello dell’energia. Tom Murphy prof. associato di fisica alla University of California, San Diego che dirige un progetto sulla verifica della relatività usando gli specchi che l’Apollo lasciò sulla Luna, ipotizza sulla sua pagina web Dothemath che l’umanità continui ad crescere nel consumo energetico allo stesso ritmo usato negli USA fra il 1650 ed oggi (350 anni) che corrisponde a circa il 3% all’anno di incremento, dunque moltiplicare ogni volta per 1.03. Ebbene si arriva alla conclusione che in circa 2 millenni e mezzo la richiesta energetica sarebbe corrispondente a quella ottenibile per emissione radiativa dalle stelle dell’intera galassia conosciuta.( https://dothemath.ucsd.edu/tom-murphy-profile/), insomma la crescita continua non ha senso storico., è contraddittoria e impossibile.

Sono i problemi della crescita esponenziale, contrapposta ad una visione lineare del mondo.

Ma è chiaro che lo scenario Dyson non è interessante per se ma perchè esprime una logica che si può attuare certamente nel mondo moderno continuando a modificarlo potentemente e in ottica esclusivamente umana: in sostanza è la visione della geoingegneria che potrebbe essere una risposta alla crisi climatica innescata dal consumo dei combustibili fossili.

Cosa dicono infatti gli economisti o le grandi corporation del fossile?

Considerate che una certa coscienza del problema climatico si fa strada anche nei palazzi dei ricchi: chi ha votato Trump oggi si costruisce l’equivalente climatico del rifugio antiatomico, la fondazione Rockfeller abbandona i fossili, la Shell molla l’Iraq. Io speriamo che me la cavo, ma senza cambiare nulla di sostanziale.

Ufficialmente le grandi istituzioni politiche mondiali (UE in testa) hanno sposato la riduzione dei consumi fossili, ma l’accordo di Parigi non è vincolante e dato che di buone intenzioni è lastricata la via dell’inferno, le cose potrebbero mettersi male.

E’ interessante l’analisi di un lavoro(1) pubblicato da un famoso chimico fin dal 1970 membro del medesimo MIT che produsse Limits to growth, (tradotto erroneamente I limiti dello sviluppo invece che i limiti della crescita) e divenuto nel tempo parte dell’entourage presidenziale democratico. John Deutch analizza in dettaglio la posizione di Obama, espressione della parte del capitalismo americano favorevole all’accordo di Parigi. Usando la cosiddetta equazione di Kaya, una relazione semplice, considerata da alcuni una vera e propria tautologia, correla produzione economica e energia, con una sorta di funzione della produzione che contenga una variabile energetica e conclude che :

The Kaya decomposition shows that the extent of ‘‘decoupling’’ economic growth and emissions depends entirely on reductions in energy and carbon intensity. The downward trend in both these quantities is welcome and likely it is ‘‘irreversible.’’ But the decline is insufficient to avoid significant average global temperature increase in the second half of this century. It is misleading to suggest that, while this trend may create jobs and benefit the United States, it will successfully avoid the risks of climate change.

Dunque le energie rinnovabili non bastano secondo Deutch a salvare capra e cavoli ossia crescita e clima.

This nation and the world seek insurance against the catastrophic risks of climate change. It is difficult to be optimistic that mitigation on its own will protect the globe from the consequences of climate change. The United States and the world must urgently turn to learning how to adapt to climate change and to explore the more radical pathway of geoengineering.

In sostanza i migliori esperti tecno-economici del sistema attuale considerano poco credibile la soluzione 3R (ossia rinnovabili, riciclo, riuso) dei problemi del clima (e aggiungo io delle risorse), perchè non prendono nemmeno in considerazione l’idea della stabilizzazione dell’economia (d’altronde impossibile SENZA cambiare il modo di produrre attuale, per il quale l’accumulazione e dunque la crescita è l’unico modo di esistere). Essi introducono una variabile tecnologica tenuta finora in sordina: la geoingegneria o ingegneria climatica. Questa ipotesi è stata considerata dai grandi pensatoi tecnici(2-4), con la conclusione che non ci sono certezze sufficienti per attuarla: troppi rischi per entrambe le opzioni in campo: sia nel ridurre il flusso radiativo che nel riassorbire la CO2. Ma nonostante la mancanza di certezze il mondo economico ci vede una via d’uscita perché non crede al modello delle 3R, che bloccherebbe la crescita, e guarda alla geoingegneria nonostante i rischi.

Il terzo scenario potrei definirlo lo scenario Balzani. Alcuni intellettuali fra i quali alcuni membri della redazione di questo blog pensano che solo andando verso una produzione basata su energie rinnovabili, su riciclo dei materiali e riuso degli oggetti, ma anche sulla redistribuzione della ricchezza, sulla stabilità della popolazione e la riduzione della giornata lavorativa, si può forse uscire dall’impasse attuale.

Sviluppo senza crescita, che corrisponde ad abbandonare la via del capitalismo di accumulazione, che ha dominato gli ultimi secoli per una industria che in antinomia con i progetti attuali basati sulla sola robotizzazione definiremmo: 5.0 e ne parleremo nel prossimo post.

(continua)

(1) John Deutch, Decoupling Economic Growth and Carbon Emissions, Joule 1, 3–9, 2017

(2) Lenton, T.M.; Vaughan, N.E“The radiative forcing potential of different climate geoengineering options”. Atmospheric Chemistry and Physics. 9 (15): 5539–5561, . (2009).

(3)IPCC AR5 WG1, pp. 575, 632

(4) http://www8.nationalacademies.org/onpinews/newsitem.aspx?RecordID=02102015

Scienziate che avrebbero dovuto vincere il Premio Nobel: Ida Noddack (1896-1978)

In evidenza

Rinaldo Cervellati

È il titolo di un articolo insolitamente lungo per gli standard di Chemistry & Engineering News che sostanzialmente riporta l’intervento di Magdolna Hargittai alla riunione dell’American Chemical Society tenutasi a Washington lo scorso mese di agosto. Hargittai, autrice del libro Women Scientists (Oxford University Press, Oxford, 2015) osserva che dalla sua istituzione nel 1901 a oggi sono solo 17 le donne cui è stato assegnato il Nobel per fisica, chimica e medicina. In particolare, per quanto riguarda la chimica sono 4 su 175 le donne che l’hanno ricevuto: Maria Curie (l’unica persona a vincere anche quello per la fisica), Irène Joliot-Curie, Dorothy Crowfoot Hodgkin e Ada E. Yonath.

Questo fatto non è una novità, ricordo in particolare l’ottima esposizione “Nobel Negati alle Donne di Scienza”, tenutasi a Palazzo Alberti di Rovereto dal 24 novembre 2010 al 13 marzo 2011

http://www.museocivico.rovereto.tn.it/UploadDocs/3370_NOBEL_NEGATI.pdf

patrocinata anche dall’Università di Trento.

Anche se non tutti sono d’accordo sui nomi delle scienziate che avrebbero dovuto vincere il Nobel resta il fatto che solo il 3% delle persone cui è stato assegnato sono donne. Molti ritengono che nella scienza molte importanti scoperte siano state fatte da donne che avrebbero potuto vincere il Premio Nobel. Nel libro “European Women in Chemistry” (Wiley-WCH, 2011) sono riportate le biografie di più di 50 scienziate europee che avrebbero dovuto o potuto ricevere il Premio Nobel per la chimica. Mi sembra doveroso ricordare alcune di queste protagoniste.

In questo post inizierò con Ida Noddack anche perché criticò una “scoperta” di Fermi.

Ida Tacke Noddack nasce nel febbraio 1896, terza figlia di un fabbricante di vernici, a Wesel in Renania. A 16 anni è accettata al Ginnasio S. Orsola di Aquisgrana, dopo aver superato l’esame finale è ammessa alla facoltà di chimica del Politecnico di Berlino, dove consegue prima il diploma (1919), poi il dottorato (1921) discutendo una tesi sulle anidridi e gli acidi grassi ad alto peso molecolare. Continua questa ricerca nelle industrie AEG e Siemens&Halske, è la prima donna impegnata in ricerche industriali.

Ida Noddack

Durante questo lavoro si specializza in spettrografia a raggi X; la determinazione di elementi in tracce, della loro origine e abbondanza in natura, sono i suoi principali campi di interesse.

Ottiene ottimi risultati nell’analisi quantitativa di elementi in minerali e rocce definendo nuovi metodi di separazione e arricchimento.

Nel 1922 ottiene un posto di visiting scientist nel prestigioso Istituto Fisico-Tecnico di Berlino, dove il direttore del laboratorio di chimica è il Dr. Walter Noddack. Con lui inizia la sua ricerca sugli elementi nelle caselle che rimanevano ancora vuote nella Tavola Periodica. In particolare sugli elementi 43 e 75, sopra e sotto il manganese, dei quali forniscono previsioni precise di massa, punti di fusione, colori e forme cristalline nonché proprietà chimiche.

Dopo vari tentativi falliti, Ida utilizzando un nuovo spettrometro a raggi X della Siemens&Halsk riuscì, insieme a Otto Berg, a identificare le righe spettrali caratteristiche di due nuovi elementi nei minerali coulombite, gadolinite e molibdenite [1]. Essi chiamarono renio l’elemento 75 (dal nome della regione di provenienza di Ida) e masurio (dal nome masuria, regione di provenienza di Walter) l’elemento 43, la scoperta fu comunicata a diversi congressi e presto arrivò anche alla stampa. Il nome masurio fu criticato perché troppo patriottico (la Masuria è stata sempre contesa da tedeschi e polacchi), inoltre lo spettro del presunto masurio non risultò riproducibile e quindi non attribuito[1].

Il renio fu poi definitivamente confermato nel 1928 quando, partendo da 660 kg di molibdenite, i due scienziati ottennero 1 g di renio [2].

Campioni di renio

Durante questo periodo Ida Tacke e Walter Noddack si sposarono continuando la collaborazione professionale, pubblicando insieme più di 100 articoli scientifici. Ida e Walter Noddack studiarono le caratteristiche, le proprietà e le possibili applicazioni pratiche del renio, brevettandolo in diversi Paesi per il suo utilizzo come ricoprente dei filamenti di lampade, come catalizzatore in taluni processi di ossidazione, nei tubi a vuoto, nonché in nuovi processi di arricchimento e concentrazione. Per tutto ciò ai Noddack fu assegnata nel 1931 la prestigiosa Medaglia Liebig della Società Chimica Tedesca.

Dopo la scoperta del neutrone, Fermi e collaboratori iniziarono a usare una sorgente di queste particelle per bombardare i nuclei degli elementi e studiare gli effetti prodotti, in particolare la radioattività artificiale che già i coniugi Joliot-Curie avevano rilevato utilizzando però particelle α come proiettili. Fermi riteneva a ragione che particelle neutre fossero più efficaci di quelle cariche positivamente. Nel maggio1934, dopo aver bombardato tutti i precedenti, il gruppo di Fermi giunse all’ultimo elemento noto, l’uranio osservando una serie di successivi decadimenti radioattivi di lunga durata. Insieme ai suoi collaboratori presenta quindi una nota preliminare (25 maggio) che si conclude così:

Questo insieme di conclusioni che stiamo cercando di suffragare con ulteriori esperienze fa sorgere spontanea l’ipotesi che il principio attivo dell’U possa avere numero atomico 93 (omologo del renio); il processo in questa ipotesi potrebbe consistere in una cattura del neutrone da parte dell’U con una formazione di un U239 il quale subirebbe successivamente delle disintegrazioni β. [3]

Qui appare una cautela di Fermi e del suo gruppo di fisici che intendono suffragare l’ipotesi…

Ma nemmeno un mese dopo questa nota (3 giugno), Orso Mario Corbino[2], mèntore del gruppo, in un discorso sullo stato della fisica all’Accademia dei Lincei, dice:

Per quello che può valere la mia opinione sull’andamento di queste indagini, che ho quotidianamente seguito, credo di poter concludere che la produzione di questo nuovo elemento è già sicuramente accertata. Il risultato ottenuto, cioè la creazione dell’elemento 93, è di grande importanza… si tratta… della fabbricazione artificiale di un elemento nuovo, situato al di fuori della serie degli elementi conosciuti sulla Terra.[4]

Pochissimi giorni dopo (6 giugno), focalizzando l’attenzione sul più lungo decadimento β e avendo escluso che fosse dovuto a una serie di elementi fra cui il piombo, i soli Fermi, Rasetti e d’Agostino[3], scrivono una seconda nota:

Da questo complesso di prove negative sembra plausibile considerare la possibilità già enunciata che il numero atomico dell’elemento in questione sia maggiore di 92. Se fosse un elemento 93, esso sarebbe omologo del Manganese e del Renio. Questa ipotesi è confermata in qualche misura dal fatto osservato che l’attività di 13 minuti è trascinata da un precipitato di solfuro di Renio insolubile in HCl.[5]

Quel ”ipotesi è confermata” fa quasi trascurare la frase successiva: … poiché molti elementi pesanti precipiterebbero in questa forma, questa prova non può considerarsi molto dimostrativa. Certamente, come vedremo, Ida Noddack non la trascurerà.

Fermi comunque invia (16 giugno), questa volta solo a suo nome, una lettera alla prestigiosa rivista Nature [6]. Questa lettera, chiaramente indirizzata a una platea internazionale la più vasta possibile, è praticamente la traduzione inglese della nota [5]. I concetti espressi nel corsivo precedente sono identici in inglese: this negative evidence… suggests the possibility that the atomic number of the element may be greater than 92. [6, p. 899]

Venuta a conoscenza dell’articolo di Fermi su Nature e del rilievo dato alla “scoperta” dalla stampa italiana e internazionale, Ida Noddack pubblica un articolo fortemente critico sulla rivista di chimica Zeitschrift fur Angewandte Chemie [7].[4]

Dopo aver brevemente riassunto i metodi e i risultati di Fermi, Noddack scrive:

Questo metodo di prova non è valido. Fermi ha confrontato il suo nuovo emettitore β con diversi altri elementi verso il basso. Ciò indica che ha pensato che fosse possibile una serie di decadimenti consecutivi… che potessero produrre il radioelemento con emivita di 13 minuti. Non è chiaro …perché ha scelto di fermarsi al piombo. La vecchia visione che gli elementi radioattivi formano una serie continua che termina al piombo è proprio ciò che gli esperimenti precedentemente citati di Curie e Joliot avevano smentito. Perciò Fermi avrebbe dovuto confrontare il suo nuovo radioelemento con tutti gli elementi che emettono radiazioni. È noto dalla chimica analitica che numerosi elementi [e loro composti] precipitano con il biossido di manganese.

Per testare come i vari elementi si comportano con il metodo di precipitazione di Fermi, abbiamo eseguito i seguenti esperimenti… Il precipitato conteneva i seguenti elementi: Ti, Nb, Ta, W, Ir, Pt, An e Si con quasi la quantità totale di ciascun elemento in soluzione; Sb, Ph, Bi, Ni e Co con quantità parziali.

Pertanto, la prova che il nuovo radioelemento ha numero atomico 93 non è in alcun modo soddisfacente, poiché il metodo di eliminazione di altre possibilità non è stato portato a termine. [7]

Dice poi:

Si potrebbe assumere altrettanto bene che quando vengono utilizzati neutroni… si verificano alcune reazioni nucleari nuove che non sono state osservate in precedenza bombardando i nuclei atomici con protoni o particelle α. Nel passato si è scoperto che le trasmutazioni dei nuclei avvengono solo con l’emissione di elettroni, protoni o nuclei di elio, in modo che gli elementi pesanti cambiano la loro massa solo di poco producendo elementi vicini. Quando i nuclei pesanti vengono bombardati con neutroni, è possibile che il nucleo si rompa in diversi frammenti di grandi dimensioni, che sarebbero naturalmente isotopi di elementi noti ma non così vicini all’elemento irradiato.[7]

È spesso riportata solo l’ultima frase di questo paragrafo, per dire che Noddack ipotizzò la fissione nucleare senza alcuna base e, anche per questo, fu praticamente ignorata per cinque anni. In realtà, se la si legge interamente si osserva che l’ipotesi, anche se priva di fondamenti teorici, si basava su osservazioni di trasmutazioni osservate in precedenza con emissione di particelle diverse.

A proposito della presunta precipitazione insieme al solfuro di Renio, Noddack Scrive:

La constatazione che il nuovo radioelemento precipiterebbe insieme al solfuro di renio da una soluzione acida non è una prova a favore dell’elemento 93. In primo luogo, il solfuro di renio assorbe facilmente altri materiali. In secondo luogo, la previsione delle probabili proprietà del 93 renderebbe assolutamente certo che questo elemento forma un solfuro che è stabile in soluzione acida. [7]

Infine, un’ultima bacchettata:

Si dovrebbero aspettare ulteriori esperimenti, prima di sostenere che l’elemento 93 è stato veramente trovato. Fermi stesso è attento a questo proposito… ma in un articolo relativo ai suoi esperimenti e anche nelle relazioni che si trovano sui giornali si fa apparire come il risultato sia già certo[5]. [7]

Per completezza, l’articolo di Noddack è critico anche verso Odolen Koblic, un chimico cecoslovacco che pubblicò nello stesso anno una nota in cui affermava di aver scoperto e isolato il nuovo elemento 93 da un minerale di uranio chiamato pitchblenda[6] che avrebbe contenuto circa l’1% dell’elemento, che fu chiamato boemio [8]. Anche questa “scoperta” fece il giro di tutto il mondo. Ma Koblic inviò due campioni del materiale a Noddack per verificare la presenza del boemio, che giunse a queste conclusioni:

sia l’analisi chimica sia gli spettri a raggi X hanno mostrato che il materiale non contiene l’elemento 93; si tratta invece di una miscela di argento, tallio, vanadato e sali del tungsteno, con acido tungstico in eccesso. Dopo essere stato informato di questi risultati, Koblic … ha ritirato le sue rivendicazioni alla scoperta dell’elemento 93 (Chemiker Zeitung, 1934, 58, 683). [7]

La comunità dei fisici giudicò l’ipotesi di Noddack inaccettabile se non addirittura ridicola, persino Otto Hahn e Lise Meitner [9], che in seguito (1939) scoprirono la fissione nucleare si schierarono apertamente dalla parte di Fermi. Noddack inviò il suo articolo a Fermi, il quale lo rigettò senza replicare. Questo atteggiamento fu dovuto anche a quella che i fisici giudicarono una indebita ingerenza dei chimici in un loro campo di ricerca, lo studio del nucleo atomico.

Fermi ottenne il Premio Nobel per la fisica nel 1938 con la seguente motivazione:

“per la sua dimostrazione dell’esistenza di nuovi elementi radioattivi prodotti da irraggiamento neutronico, e per la relativa scoperta delle reazioni nucleari indotte da neutroni lenti”.

Cioè paradossalmente non per i suoi indubbi meriti in fisica teorica e sperimentale, ma per la misinterpretazione di un esperimento. Ancora nel 1938, in occasione del conferimento del Premio, nella Nobel lecture egli dice:

Concludemmo che i responsabili di tali attività fossero uno o più elementi di numero atomico maggiore di 92; a Roma eravamo soliti chiamare gli elementi 93 e 94 rispettivamente Ausonio ed Esperio.[10]

Dieci giorni dopo la Nobel lecture di Fermi, la scoperta di questi elementi «transuranici» fu confutata da Otto Hahn e Fritz Strassmann e interpretata in termini di un’avvenuta disintegrazione del nucleo di Uranio in due grossi frammenti (http://www.chemteam.info/Chem-History/Hahn-fission-1939a/Hahn-fission-1939a.html). Prima che la lecture fosse stampata Fermi aggiunse la nota: …la scoperta di Hahn e Strassmann “rende necessario riesaminare tutta la questione degli elementi transuranici, poiché molti di essi potrebbero essere dovuti alla disintegrazione dell’uranio” [10].

Né Hahn, né Strassmann né Fermi accennano che l’ipotesi fu fatta quasi cinque anni prima da Ida Noddack.

  1. Leone e N. Robotti [11], che hanno studiato in dettaglio appunti e quaderni di laboratorio del Gruppo dei “ragazzi di via Panisperna” ritengono che Fermi e collaboratori sin da subito [28 aprile] propendessero per l’ipotesi che l’attività da 13 minuti fosse attribuibile a un elemento avente Z = 93. Gli esperimenti decisivi iniziarono l’8 maggio 1934, e già il giorno stesso essi esplicitamente introdussero il neologismo «Ausonio» per l’ipotizzato nuovo elemento chimico.[11]

Gli stessi autori ci informano delle reazioni di Noddack alla scoperta di Hahn e Strassmann. In un articolo del 1939 scrive:

  1. Hahn e L. Meitner hanno continuato le ricerche di Fermi. […] nella loro prima pubblicazione essi dissero […] in accordo con Fermi, che molto probabilmente si trattava di elementi al di là dell’uranio. Essi assunsero, come Fermi in precedenza, che si potessero ottenere solo elementi vicini all’uranio. Essi non hanno citato la mia critica degli esperimenti di Fermi né nella loro prima pubblicazione, né in una delle loro numerose successive pubblicazioni sulla trasformazione artificiale dell’uranio mediante neutroni.[12, cit in 11].

Tuttavia il solo Otto Hahn fu insignito del Nobel per la Chimica nel 1944, e soltanto molto tempo dopo ammise in una trasmissione radiofonica che Ida Noddack aveva avuto ragione, queste parole furono riportate dalla stampa, ad es. da Rehinische Post nel 1971.[13]

Nel 1935, in seguito all’espulsione dei docenti ebrei dalle università tedesche, Walter Noddack fu chiamato a ricoprire la cattedra di Chimica Fisica all’Università di Friburgo, Ida pure si trasferì con tutto il laboratorio.

Ida Noddack nel suo laboratorio

Nel 1941 i Noddack passarono all’Università di Strasburgo che, dopo l’occupazione tedesca era in mano a professori membri del partito nazionalsocialista. Sebbene Noddack non fosse mai stato iscritto al partito nazista gli fu affidata la direzione degli Istituti di Chimica e di Fisica. Nel 1944, l’invasione degli alleati costrinse i Noddack a lasciare la città per un piccolo villaggio. L’anno successivo, finalmente assolti dall’accusa di nazismo, i Noddack si stabilirono a Bemberg, dove Walter fondò un Istituto di Geochimica[7] e Ida poté continuare le sue ricerche sulla relazione fra l’abbondanza degli elementi e le ipotetiche proprietà dei nuclei atomici.

Una dettagliata storia di queste ricerche si trova in un lungo e articolo di G.M. Santos [14].

Quindi, Ida Noddack incontrò molti ostacoli nella sua vita professionale a causa del suo genere e anticonformismo, del risentimento dei fisici per l’intrusione nel loro campo, di quello dei chimici per la presunta scoperta del masurio (peraltro ancora oggetto di controversia) e per l’oggettiva difficoltà di fare ricerca durante e dopo il regime nazista.

Infatti Noddack, seppure riconosciuta sia dal marito sia da tutti quelli che hanno collaborato con lei come principale responsabile delle scoperte del gruppo e nonostante candidata al Nobel per quattro volte (1932, 1933, 1935, 1937), non lo ottenne mai.[8] Muore nel 1978.

Bibliografia

[1] W. Noddack, I. Tacke, O. Berg, “Die Ekamangane”. Naturwissenschaften, 192513, 567–574.

[2] W. Noddack, I. Noddack, Die Herstellung von einem Gram Rhenium, Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (in German). 1929, 183, 353–375.

[3] E. Amaldi, O. D’Agostino, E. Fermi, F. Rasetti ed E. Segrè, Radioattività beta provocata da bombardamento di neutroni III, Ric. Scient., 1934, 5, 452-53.

[4] O. M. Corbino, Prospettive e risultati della fisica moderna, Ric. Scient., 1934, 5, 609-19.

[5] E. Fermi, F. Rasetti e O. D’Agostino, Sulla possibilità di produrre elementi di numero atomico maggiore di 92, Ric. Scient., 1934, 5, 536-37.

[6] E. Fermi, Possible production of elements of atomic number higher than 92, Nature, 1934,133, 898-99.

[7] I. Noddack, Uber das Element 93, Z. Angew. Chem., 1934, 47, 653-655. Engl. Transl. On Element 93, http://www.chemteam.info/Chem-History/Noddack-1934.html

[8] O. Koblic, Chemiker Zeitung, 1934, 58, 581; trad. Ingl: A. Stern,. The new element bohemium the origin of proto-actinium, Chemistry and Industry, 1934, 53, 678-679.

[9] O. Hahn, L. Meitner, Über die künstliche Umwandlung des Urans durch Neutronen (Sulla trasformazione artificiale dell’uranio da parte di neutroni), Naturwiss., 1935, 23, 37-38.  

[10] E. Fermi, Artificial radioactivity produced by neutron bombardment. Nobel Lecture, December 12, 1938, in Physics 1922-1941, Nobel Lectures, Elsevier, Amsterdam-London-New York 1965

[11] M. Leone, M. Robotti, Enrico Fermi e la presunta scoperta dei transuranici, in: Atti del XXIII Congresso di Storia della Fisica e dell’Astronomia, Bari, 5-7/6/2003, Progedit, Bari, 2004, pp. 231-244. http://www.brera.unimi.it/sisfa/atti/2003/231-244LeoneBari.pdf

[12] I. Noddack, Bemerkung zu den Untersuchungen von O. Hahn, L. Meitner und F. Strassman über die Produkte, die bei der Bestrahlung von Uran mit Neutronen entstehen, Angew. Chem., 1939 27, 212-13.

[13] G. Dragoni, Donne e Scienza, INFN Sezione di Bologna, 15/3/2008. http://www.scienzagiovane.unibo.it/nobelnegati/pdf/Noddack2.pdf

[14] G.M. Santos, A Tale of Oblivion: Ida Noddack and the ‘Universal Abundance?’ of Matter, Notes Rec., 2014, 68, 373–389.

[1] L’elemento 43 fu prodotto artificialmente nel 1937 da Carlo Perrier ed Emilio Segré nei laboratori di fisica dell’Università di Palermo e fu chiamato tecnezio dal greco τεχνητός che significa artificiale. È stato il primo elemento prodotto artificialmente, ritenuto a lungo non esistente in natura. In anni più recenti è stato individuato sia all’interno che all’esterno del sistema solare.

[2] Orso Maria Corbino (1876-1937) fisico e politico italiano fu tecnico e manager politico nel settore idroelettrico. Ministro dell’Istruzione nel Governo Bonomi e poi dell’Economia Nazionale nel 1923-24, fu Direttore dell’Istituto di Fisica di via Panisperna è stato il protettore e mentore di Fermi e del suo gruppo. Presidente della Società italiana delle scienze e di quella di Fisica.

[3] Rasetti, Amaldi, Segré sono noti a tutti, il meno noto è Oscar D’Agostino (1901-1975) chimico del gruppo. Inizia a collaborare con Fermi nel 1933, trascorre un periodo di studi all’Istituto del Radio di Parigi dove si specializza nell’analisi degli elementi radioattivi. Tornato in Italia nel 1934 collabora attivamente con Fermi fino al 1937. Prosegue le sue ricerche prima al CNR e poi all’Istituto Superiore di Sanità.

[5] Noddack si riferisce qui a un trafiletto apparso il 9 giugno 1934 su Nature (133, 863) che riporta parte di un articolo de Il Giornale d’Italia del 5 giugno in cui si afferma che “Fermi ha prodotto il nuovo elemento 93” Il trafiletto fa seguito all’articolo di Fermi su Nature [6].

[6] Lo stesso minerale dal quale Marie e Pierre Curie isolarono polonio e radio.

[7] L’Istituto di Geochimica fu riconosciuto e nazionalizzato entrando a far parte degli istituti di ricerca della Repubblica Federale Tedesca nel 1956.

[8] Durante la seconda guerra mondiale, i Noddack hanno prodotto solo una sola pubblicazione, un libro sullo sviluppo e la crescita della scienza chimica. Quel libro sembrava descriverli come tedeschi patriottici che non mostravano alcun entusiasmo per il governo nazista della Germania. Scrivevano che “… la maggioranza degli stati ha fatto grandi sforzi per portare la loro scienza e la chimica al livello dei tedeschi”. Ma dicono che la “lotta … è combattuta con le armi dell’intelletto” aggiungendo che il futuro sarà determinato dall’”istruzione”. Per implicazione, la vittoria militare nella guerra era meno importante della crescita dell’intelletto e dell’istruzione. http://www.encyclopedia.com/women/encyclopedias-almanacs-transcripts-and-maps/noddack-ida-1896-1978