EMILIO SEGRÈ ENRICO FERMI, FISICO Una Biografia Scientifica
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Saggi Zanichelli 11 Enrico Fermi, fisico Titolo originale Enrico Fermi Physicist Copyright © 1970 The University of Chicago Traduzione, con adattamenti, a cura dell'Autore Copyright © 1971 Nicola Zanichelli S.p.A·., Bologna Edizioni 2 3 4 5 6 1976 1975 1974 1973 1972 1971 Redazione di Ugo Mazza con la collaborazione di Pier Giovanni Donini EMILIO SEGRÈ ENRICO FERMI, FISICO una biografia scientifica ZANICHELLI Indice p. V Pre/az.ione 3 Capitolo 1 Storia familiare 25 Capitolo 2 Tirocinio 45 Capitolo 3 Professore a Roma 103 Capitolo 4 Emigrazione e anni di guerra 159 Capitolo 5 Professore a Chicago 191 Appendice I Lettere giovanili a Enrico Persico 214 Appendice Il La radioattività artificiale prodotta dal bombar damento con neutroni (discorso pronunziato in occasione del conferimento del premio Nobel) 222 Appendice III Fisica alla Columbia University. La genesi del progetto per l'energia nucleare 231 Appendice IV Lo sviluppo del primo reattore a catena 251 Bibliografia 271 Indice analitico Prefazione Questa è una biografia di Enrico Fermi come scienziato. Essa è basata su un libro dallo stesso titolo che ho scritto in inglese, ma con vari mutamenti per adattarlo al lettore italiano. Per quanto Fermi sia vissuto in un'epoca piena di drammatici eventi storici e per quanto, a causa del suo lavoro, si sia trovato ad avere in essi una parte importante, la sua vita più intensa e avventurosa fu quella intellettuale della scoperta scientifica. Nel suo libro Atomi in Famiglia la moglie Laura ha trattato altri aspetti della vita di Fermi e, ovviamente, i nostri punti di vista sono differenti: il suo è quello di una compagna devota e affezionata, il mio è quello di un discepolo amico e collega scienziato. Le mie sorgenti di informazione oltre che la memoria - di cui peraltro è bene diffidare - sono i documenti custoditi alla « Domus Galilaeana » e all'Università di Chicago, nonché i libri citati nel testo. Purtroppo l'epi stolario di Fermi è magrissimo,· egli non scriveva molto e distruggeva il più della corrispondenza ricevuta. Per esempio nella mia corrispondenza personale con lui, nel periodo americano, le lettere sono tutte d'affari o scienza e in genere laconiche. Altra corrispondenza anteriore, di maggior interesse, fu perduta nell'affondamento dell'Andrea Doria. Malgrado l'impressione che talvolta dava, Fermi non era facilmente avvi cinabile. Ho perciò dovuto qua e là cercare di indovinare cose che non sapevo: quando ciò è avvenuto l'ho indicato chiaramente. Ho usato liberamente le « Note e Memorie» di E. Fermi pubblicate dal l'Accademia dei Lincei. Il compianto prof. Enrico Persico, la sig.ra Laura Fermi, e il prof. Edoar do Amaldi hanno letto il testo inglese e mi hanno aiutato con utili com menti. 1 VI Prelazione Ringrazio anche il prof. Franco Rasetti per la revzszone della traduzione di pagine da lui originariamente scritte in inglese. Le appendici sono state tradotte dal prof. Lorenzo Enriques. Una volta Maria Curie scrisse: « En science, nous devons nous intéresser aux choses, non az,x personnes » e Fermi avrebbe fatto suo il detto; ciò nonostante mi sembra che la ct1riosità sulla personalità scientifica di grandi scienziati sia legittima e certo è viva in molti giovani che aspirano a una carriera scientifica. Ho appunto cercato di soddisfare questa curiosità nei miei limiti e in uno spirito di obiettività. EMILIO SEGRÈ Firenze, settembre 1971 Capitolo 1 Storia familiare Un mercoledl mattina, verso la fine del 1915 un giovinetto piuttosto tarchiato e con un dente di latte in soprannumero, che non aveva perduto malgrado i suoi 14 anni, si faceva strada, nell'affollatissimo mercato di Campo dei Fiori a Roma, verso le bancarelle dei libri usati. Aveva cam minato col suo passo svelto e risoluto per quasi tre quarti d'ora per arrivare da casa sua al mercato. Erano gli anni della prima guerra mondiale e i giornali, i discorsi in famiglia, i professori a scuola ricordavano con tinuamente gli avvenimenti del fronte. Le sanguinose battaglie, le liste di caduti e le preoccupazioni per la grande lotta arrivavano fino ai ra gazzi. Erano tempi gravi e il giovinetto li rifletteva nel viso troppo serio per la sua età. Per di più era stato colpito recentemente da una grave perdita. Gli era morto il fratello, maggiore solo di un anno, e per quanto non lo nominasse mai, questo lutto lo aveva profondamente turbato. Nelle bancarelle dei libri cercava tesori preziosi per lui, ma trovava solo libri di teologia, romanzi di scarto e qualche libro d'arte che non lo interessava. La spedizione sembrava fallita quando aprl a caso due vecchi tomi che non sembravano promettenti dal di fuori perché ne era sparito il titolo, e - oh, meraviglia! - erano pieni di simboli matematici. Ciò prometteva bene e ancora meglio era il frontespizio: erano libri di fisica. Lesse il titolo: « Elementorum Physicae Mathematicae volumen primum, auctore Andrea Caraffa e societate Jesu ». L'anno di pubblicazione era un po' vecchio - 1840 - ma poco male, aveva ancora tanto da imparare. Improvvisamente si accorse che erano scritti in latino. Tanto meglio, finalmente il noiosissimo studio del latino sarebbe servito a qualche cosa. Non per nulla aveva imparato tanta grammatica latina e aveva awto sempre i migliori voti della sua classe. Il suo piccolo assegno settimanale, grazie al non poco mercanteggiare, bastò all'acquisto e cos{ Enrico Fermi venne in possesso del suo primo libro di fisica. 4 Capitolo 1 Circa dieci anni dopo udii per la prima volta lo stesso ragazzo, divenuto oramai un uomo, parlare con una strana voce profonda e con una parti colare e lenta cadenza di cose meravigliose che il padre Caraffa non avrebbe nemmeno potuto sognare. Era a un seminario nell'Istituto di fisica dell'Università di Roma e il pubblico comprendeva alcuni dei ma tematici più famosi di quella Università, ora miei professori, e studenti, miei compagni di scuola, di poco più giovani dell'oratore. Venti anni dopo in un'alba di luglio nel deserto del Nuovo Messico vedemmo assieme la luce spaventosa della prima esplosione nucleare, che del suo lavoro era conseguenza diretta. Non erano trascorsi altri dieci anni che in una cappella dell'Università di Chicago una folla visibilmente addolorata e commossa tributava il suo omaggio a un amico, maestro, o collega impareggiabile. Il cappellano aveva incontrato non poche difficoltà per trovare un testo adatto all'uomo che veniva commemorato nella triste ricorrenza. Finalmente scelse il Can tico delle Creature di San Francesco che tanto riflette il suo amore per la natura: « Altissimu, onnipotente, bon Signore, tue so' le laude, la gloria e l'honore et onne benedictione ... ». Enrico Fermi nacque a Roma il 29 settembre 1901. I Fermi erano ori ginariamente contadini del Piacentino. Venivano da una prospera regione agricola e la storia di Fermi ha una certa somiglianza con quella di Verdi e non soltanto per la vicinanza geografica dei luoghi d'origine, per quanto il musicista fosse assai piu vicino del fisico alle origini contadine. Stefano Fermi, il nonno di Enrico, era stato il primo della sua famiglia a non lavorare la terra colle proprie mani. Con lavoro indefesso riusd ad elevarsi da contadino alla modesta posizione di fattore o intendente al ser vizio del duca di Parma e serbò con fierezza fino a tardissima età gli argentei bottoni della sua uniforme. È facile indovinare che Stefano era un accanito lavoratore, frugale e parsimonioso come molti contadini e desideroso di migliorare la sua posizione; intelligente, ma di mentalità ristretta. Da piccolo Enrico conobbe questo nonno severo e lo ricordava bene. Malgrado il suo accanito lavoro Stefano rimase relativamente povero. Quando morl a 87 anni, nel 1905, lasciò in tutto una casa e un po' di terra a Caorso in provincia di Piacenza. La moglie di Stefano Fermi, Giulia Bergonzi, aveva 12 anni meno di lui essendo nata nel 1830. Era un tipica donna di casa cresciuta in campagna nell'800 italiano. Aveva una famiglia numerosa, a cui accudiva lavorando tutto il giomo; nel Storia familiare 5 tempo che le restava andava in chiesa e leggeva i Promessi Sposi e un libro di preghiere. Era amatissima da figli e nipoti che allevava religio samente secondo i precetti della Chiesa e tutti rimasero devoti cattolici salvo Alberto, il padre di Enrico. I nipotini visitavano la nonna ogni tanto ed ella rimpiangeva che non avessero seguito le sue tradizioni reli giose, ma era rispettosissima della decisione e volontà dei genitori dei bimbi. A loro ella dava sempre piccoli regali, per esempio monetine d'argento, che rappresentavano una spesa non indifferente per il suo bilancio di ferrea economia. Alberto Fermi, il secondo :figlio di Stefano e padre di Enrico, nacque a Borgonure in provincia di Piacenza il 3 aprile 1857, sotto il dominio austriaco. Fu allevato nell'austera parsimonia di una famiglia in cui il desiderio di elevazione sociale e quindi la necessità di istruirsi era in conflitto col desiderio di guadagnare il più presto possibile. Non so fino a che livello Alberto abbia seguito scuole regolari. Probabilmente fre quentò le scuole secondarie all'Istituto tecnico. Non sembra sia mai an dato all'Università. Alberto deve avere avuto qualche impiego anche prima del 1882, anno in cui entrò al servizio della compagnia ferroviaria « Alta Italia», ma non mi è stato possibile trovare informazioni in pro posito. Entrato nelle ferrovie vi rimase fino al 1921 quando andò in pensione. Era un impiegato amministrativo e fu mandato in divers~ sedi; nel 1885 lo troviamo a Napoli, impiegato alla «Mediterranea», più tardi, nel 1890, fu trasferito a Roma come contabile, nel 1898 era Ispettore e nel 1901 fu nominato Cavaliere della Corona d'Italia, onore:6.cenza che a quel tempo aveva ancora un notevole valore.