“È stato un periodo tempo molto bello”,
dice Max Born, se gli si chiede di rievocare gli anni fra il 1920 e il 1930, quando l’ interesse per i misteri dell'atomo e per le promesse della nuova fisica determinò, nei giovani studiosi di tutto il mondo, un desiderio di conoscersi, di lavorare insieme, un'ansia di scambiarsi risultati ed esperienze, di cercare negli altri la riprova o la smentita alle proprie intuizioni.
Le barriere nazionali non hanno senso per gli scienziati:
questa lezione, ripetuta dai maestri della fisica, diverrà l'unico assioma indiscutibile per i giovani allievi.
Congressi, istituzioni scientifiche, cattedre, fondazioni, borse di studio, cicli di conferenze, sono gli strumenti che faciliteranno gli incontri.
In poche epoche della storia umana vi è stato un così spontaneo bisogno di collaborazione internazionale.
Nel rievocare gli anni del primo dopoguerra, tutti i maestri della fisica atomica, i massimi scienziati di oggi, usano quasi le stesse parole :
un periodo molto bello, un'avventura meravigliosa, un tempo di rapidi progressi, un'epoca veramente buona...,
espressioni che possono sembrare addirittura anacronistiche, se si pensa alle non liete condizioni dell'Europa di quel tempo, uscita dolorosamente segnata da una lunga guerra.
Ma per i giovani scienziati quegli anni recano la speranza di due conquiste ormai mature:
la fisica atomica ha superato la fase dell'infanzia e si avvia verso una promettente adolescenza;
la pace dovrebbe trovare solidale l’umanità, dopo un incubo doloroso come quello da cui emerge l’ EUROPA.

Quando comincia, dunque, il “periodo molto bello” ?
Nel 1911 presso l'università di Manchester, Ernest Rutherford sta bombardando gli atomi con particelle alfa, per condurre a termine la sua teoria del modello atomico.
In questo stesso anno, giunge a Manchester, un giovane danese di 25 anni, giocatore nella nazionale di calcio del suo paese, Niels Bohr.
Il giovane vuole conoscere da vicino lo scontroso neozelandese , e scambiare con lui le proprie idee.
E Rutherford comprende subito che il giovane Bohr é in grado di portare contributi sostanziali al suo modello di atomo.
Più tardi Rutherford confesserà ad un amico :
“ Quel giovane danese è l'individuo più intelligente che abbia mai incontrato “.

Cominciò allora il “periodo molto bello”?
Dall' incontro imprevedibile fra questi due grandi, autori della “teoria planetaria dell'atomo” ?


Molti anni più tardi, Niels Bohr osserverà:
“ Penso con commozione a quei giorni, quando ebbi la fortuna di unirmi al gruppo che
lavorava sotto l'ispirazione di Rutherford a Manchester, pochi mesi dopo la scoperta del nucleo.
È stata un'avventura meravigliosa aver avuto il privilegio di seguire il grande progresso che prese il via dalla scoperta di Rutherford.
Essa segnò un'epoca “.
Quando pronunciò queste parole, il grande fisico danese era ormai alla fine della vita :
nel suo passato c'erano lunghi anni di saggio e pacifico insegnamento e un breve periodo trascorso in America, durante la seconda guerra mondiale, in una città fantasma chiamata Los Alamos.

Giovanissimo, Niels Bohr è già un maestro:
il suo istituto - l' Universitets Institut for Teoretisk Fysik, Blegdamsvej n. 15, Copenhagen - è frequentato da allievi di tutto di mondo.
Ad essi egli parla una strana lingua, un misto di danese, inglese, tedesco.
Le sue lezioni sono noiose, estenuanti e cominciano tutte, immancabilmente, con un lungo preambolo che gli allievi chiamano, per scherzo, “ messa bohriana”, in cui egli critica i principi della fisica classica.
Alla scuola Niels Bohr la fisica teorica compie passi da gigante e i suoi studenti escono da ogni incontro stupendamente arricchiti.

Accanto a Cambridge e a Copenhagen, nella topografia della fisica atomica degli anni venti, c'è anche una vecchia cittadina tedesca dall'aspetto pacifico, che alcuni docenti di grande valore hanno trasformato in un focolaio di studi e di feconde discussioni: Gottinga.


L'università Georgia Augusta conta, in particolare, il matematico David Hilbert, forse il più grande del secolo, e il fisico teorico Max Born.

“Mi chiesero di diventare direttore dell'Istituto di fisica” - ricorda Max Born –
“ma io non credevo di essere all'altezza, così domandai all'amministrazione di nominare un altro e questi fu il professor Franck, mio vecchio amico, che in seguito si trasferì a Chicago.
Un altro professore era già all'Istituto, il professor Pohl.
Noi tre formavamo un buon terzetto.
Io ero il teorico, Franck il fisico atomico e Pohl il teorico delle masse solide.
Quando venni a Gottinga, il mio primo assistente fu Wolfgang Pauli, il secondo Werner Heisenberg, che più tardi dovevano vincere il premio Nobel.
Il nostro lavoro attirò a Gottinga molti stranieri.
È stato un periodo molto bello, grazie - penso - alla collaborazione fra colleghi e allievi “.

Rutherford , Bohr, Born e Franck :
quale ruolo giocheranno questi “ maestri “ nella storia della bomba atomica ?
Rutherford muore nel 37, un anno prima che un suo allievo tedesco scopra la scissione nucleare, la chiave per la conquista dell'energia atomica.
Degli altri tre, solo uno, Max Born, rifiuterà di collaborare, in qualsiasi modo, alla realizzazione di un ordigno bellico.
Bohr lavorerà a Los Alamos dal 43 al 45, e così Jacob Franck, emigrato a Chicago e divenuto James Franck.

I giovani e i giovanissimi che si spostano nel grande triangolo Cambridge-Copenhagen-Gottinga, per scoprire i misteri dell’atomo, diventeranno personaggi di primo piano:
Werner Heisenberg e Carl Friedrich von Weizsacker, più tardi sospettati di costruire una bomba atomica per Hitler;
Enrico Fermi, realizzatore della prima reazione a carena;
Julius Robert Oppenheimer, il padre della bomba atomica;
George Gamow e Fritz Houtermans, i precursori della fisica termonucleare;
Edward Teller, il padre della bomba all'idrogeno;
Szilard e Wigner, che nel 1939 chiederanno a Roosevelt di costruire la bomba atomica;
Pjotr Kapitza, il caposcuola della fisica nucleare sovietica;
Wolfgang Pauli, Paul Dirac, Rudolf Peierls;
Linus Pauling, nel 1963 premio Nobel per la pace, in riconoscimento dei tenaci sforzi compiuti per impedire gli esperimenti termonucleari e allontanare il pericolo radioattivo.
Tutti questi giovani frequentano le stesse aule, discutono e lavorano insieme:
qualcuno ha trent'anni, qualcuno ventotto, i più neppure venticinque.
Sono loro la fisica atomica.

Nel 1927 l’austriaco Fritz Houtermans e l’inglese Atkinson sono i primi a scoprire “perché le stelle brilano”.
Entrambi stanno completando i loro studi a Gottinga, in collaborazione con George Gamow, si dedicano alle applicazioni della fisica astronomica.
“Come è possibile che il sole e le stelle emettano energia sotto forma di luce e di calore, da milioni di secoli”
Si erano domandati i due fisici.
Questa energia non può certo nascere da una combustione normale, altrimenti dopo un rogo che dura da miliardi di anni, i corpi celesti avrebbero dovuto consumarsi quasi completamente.
L’energia del sole e delle stelle, deve aver origine da una serie di reazioni termo-nucleari.

Nessuno dei fisici atomici, vecchi e giovani, può supporre che le loro conquiste teoriche avranno in futuro enormi utilizzazioni tecniche , in pace e in guerra.
E a nessuno di loro questo problema sembra interessare.
La radioattività aveva dimostrato che, in alcuni casi, l’atomo si frantuma liberando una parte dell’enorme energia che lo tiene unito.
Sarebbe stato possibile sfruttare l’enorme energia racchiusa nell’atomo ?


“ Io ne sentii parlare per la prima volta da un fisico ungherese di nome Szilard “:
le parole di Max Born segnano il vero e proprio inizio di una vicenda destinata a sconvolgere la vita di migliaia di persone, a impostare forse su nuove basi il destino stesso dell'umanità:
nel 1933, a Londra, Leo Szilard intuisce la possibilità di sfruttare a fini bellici l'enorme energia del nucleo.
Niente più di un'intuizione, visto che ancora la fisica è ben lontana dal possedere, sia pure soltanto da un punto di vista teorico, la chiave per la conquista dell'energia atomica.


Ma in fondo Leo Szilard, inquieto ungherese facile ad abbracciare e abbandonare interessi scientifici fra loro molto diversi, resterà sempre e soprattutto l'uomo delle intuizioni, il generoso visionario pronto a compromettere se stesso per scongiurare all'umanità questo o quel pericolo.
I vivaci contrasti di cui è ricca la sua personalità sono più che altro apparenti e si risolvono nell'ansia di scongiurare, di prevenire, di prevedere:
nel '39 sarà lui il più accanito sostenitore della costruzione di una bomba atomica;
nel '45 sarà lui il più accanito avversario di coloro che si preparano a lanciarla
Questo è Leo Szilard : irrequieto, vivace, sempre pronto a ricominciare da capo.
Sotto certi aspetti egli è il personaggio più imprevedibile e drammatico della nostra vicenda; ma da un altro punto di vista, più sostanziale, il suo comportamento si rifà a pochi criteri fondamentali :
grande interesse per l'uomo e i suoi problemi, tendenza a fare della scienza uno strumento continuo d'intervento, e dello scienziato un uomo d'azione, un arbitro delle situazioni.
Fino al giorno della sua morte, il 30 maggio 1964, Leo Szilard continuò a organizzare crociate contro gli esperimenti nucleari e a scrivere racconti di fantascienza per mettere in guardia l'umanità contro i pericoli delle radiazioni e di una guerra atomica.

Radiazioni, guerra nucleare, bomba atomica:
fu lui il primo a parlarne?
“Il primo che prese in considerazione questa possibilità” – dice Szilard –
“ non fui io, ma lo scrittore Wells.”
H. G. Wells scrisse “il mondo è libero” nel 1913, un anno prima dello scoppio della guerra.
In quel libro egli previde l'applicazione della disintegrazione atomica e della radioattività artificiale.
E la previde proprio per il 1933, l'anno di questa sensazionale scoperta.
Nel libro si parla anche di energia atomica usata su scala industriale e di bomba atomica.
“ Il buon Wells era un ottimista e previde la prima guerra mondiale per l'anno 1956.
Previde anche, però, che sarebbe stata una guerra atomica, in cui si sarebbero usate bombe atomiche per distruggere città come Londra, Berlino, Parigi, Chicago.”
“Io conoscevo quel libro e quando pensai per la prima volta alla possibilità di una rapida reazione atomica a catena - fu nell'anno 1933, nell’autunno del'33 a Londra;
mi resi subito conto grazie a Wells, della possibilità di una bomba atomica “.

L’ autunno 1933 suggella la fine del “periodo molto bello”.
In Europa, è già cominciato un altro periodo;
il tempo della paura, il tempo dei roghi.
In Germania.

“ Ricordo il grande calore umano di James Franck”,
dice Oppenheimer, rievocando il periodo della sua permanenza in Germania.
“Ebbe il premio Nobel, quando ero a Gottinga.
E ricordo la grande fiaccolata, il grande corteo notturno con le torce, che gli studenti dell'università fecero in suo onore sfilando sotto la sua abitazione ”.

Appena qualche anno più tardi un'altra fiaccolata di studenti illuminerà le notti tedesche:
la sera del 10 maggio 1933, a Berlino, un immenso corteo di migliaia di giovani converge verso la piazza dell'Unter den Linden, di fronte all'università.
Le torce serviranno per appiccare il fuoco a una montagna di libri, accatastati in mezzo alla piazza.
Il rito si prolunga per buona parte della notte.
Al canto degli inni germanici altri libri vengono gettati tra le fiamme.
La Germania purifica la cultura e la scienza tedesca.
E nel rito purificatorio brucia il proprio passato e il proprio futuro:
Thomas Mann, Arnold e Stefan Zweig, Erich Maria Remarque, Albert Einstein.
Scene simili si ripetono in varie città della Germania, sono il tragico contrappunto dell'intolleranza.
“ Queste fiamme “ dice il nuovo arbitro della cultura tedesca, il dottor Goebbels
“non solo illuminano la fine della vecchia era, ma gettano la loro luce su quella nuova “.

Fiamme all'inizio della nuova era - anche Wells l'aveva predetto e Szilard lo aveva ricordato proprio in quei giorni agli scienziati distratti –
“immense fiamme atomiche destinate a bruciare città come Chicago, Londra, Parigi...”
Per i fisici e gli scienziati residenti in Germania il rogo del 10 maggio 1933 segna la fine di un periodo che era durato alcuni anni e dà inizio a un periodo nuovo:
il tempo dell’ intolleranza, il tempo dei roghi su cui verrà sacrificato ciò che essi hanno di più caro : il pacifismo e la collaborazione internazionale.
Ben presto la violenza e il disordine entrano anche nelle aule universitarie.
A Gottinga, la gazzetta locale comincia ad esaltare Hitler come il salvatore della Germania.
Gli studenti dell'Istituto di Fisica costituiscono in segreto un gruppo nazionalsocialista.
Tra i principi che il nazismo và predicando c’è la lotta antisemita.
Max Born è ebreo.
Ebreo è il suo collega di Gottinga Jacob Franck.
Non osando attaccare questi grandi maestri, gli universitari cominciano a bersagliare gli assistenti e le figure minori.
Si pretende l'allontanamento di Hertha Sponer, assistente di Franck;
si attacca il grande matematico Hermann Weyl, amico di Einstein.
Si approfitta del “ numerus clausus “ per negare l'accesso all'università ai giovani di origine ebraica.
“ Tutti in Germania sentivano che qualcosa sarebbe accaduto, qualcosa di brutto”
ricorda Max Born.

Eppure l'era nuova, preannunciata agli inizi del secolo dalle scoperte dei coniugi Curie, di Einstein, di Rutherford, di Bohr,l'era nuova comincia proprio in quegli anni, anche se non può identificarsi con gli stupidi roghi del dottor Goebbels.
Intorno al' 31- 32 la fisica atomica compie infatti alcuni passi importanti.
Al Cavendish Laboratory di Cambridge, Cockcroft e Walton sviluppano l'esperimento del loro maestro, Rutherford, che nel 1910 era riuscito a trasmutare in nuclei di altri elementi i nuclei di un elemento leggero, bombardati con particelle alfa.
A loro volta Cockcroft e Walton bombardano i nuclei di litio per mezzo di protoni generati in modo assolutamente artificiale, e riescono a disintegrarli e a trasmutarli in nuclei di elio.
L'esperienza di Cockcroft e Walton darà inizio alla ricerca di macchine acceleratrici in grado di produrre fasci di protoni da usare come proiettili per vincere la formidabile forza di coesione
che tiene strette fra loro le particelle dei nuclei atomici.
In America E. O. Lawrence e M. S. Livingstone costruiscono il primo acceleratore circolare di particelle o “ ciclotrone “.
Nel 1931, nonostante la situazione politica sempre più preoccupante, i fisici di tutti i paesi si riuniscono ancora una volta a congresso, a Zurigo.
I tedeschi Bothe e Becker comunicano uno strano risultato che li lascia perplessi: bombardando elementi leggeri come il berillio, il boro, il litio - con particelle alfa veloci, si genera una radiazione particolarmente penetrante, che è difficile interpretare come radiazione gamma.

La soluzione dell'enigma verrà trovata un anno più tardi, nel laboratorio di Rutherford a Cambridge, dall’ inglese James Chadwick :
l'atomo non è composto soltanto da protoni ed elettroni;
l'esistenza delle radiazioni penetranti messe in luce da Bothe e Becker sta a indicare che nel nucleo, oltre ai protoni, vi sono anche altre particelle di massa pressoché uguale al protone ma prive di carica elettrica, sia positiva che negativa.
Chadwick chiama queste particelle neutre con il nome di neutroni.
Dato che il neutrone è privo di carica elettrica, nessun a forza elettrica può agire su di esso, attraendolo o facendolo deviare:
più tardi sarà proprio il neutrone che verrà usato da Fermi per bombardare e spezzare il nucleo, liberandone così l'energia.
Senza rendersene conto, Chadwick ha trovato la chiave della scissione nucleare, la
vera chiave per la conquista dell'energia atomica.

“ Non preoccupiamoci - aveva detto Heinrich Mann”, alle prime avvisaglie dell'intolleranza nazista –
“tutto finirà presto”.

“ Appena migliorerà la situazione economica - aveva ingenuamente profetizzato Albert Einstein a proposito di Hitler
“il burattino cesserà di recitare la sua parte”.

Ma il 30 gennaio del 1933 la violenza diventa legge:
Adolf Hitler, l'ex caporale austriaco di quarantotto anni, è nominato cancelliere del Reich.

“ Fui licenziato e nel mese di maggio del '33 lasciai definitivamente la Germania” ricorda Born
“ Così potei evitare tutte le cose sgradevoli che altri dovettero subire.”

Non era più possibile rimanere:
“Io ero molto noto in tutta la facoltà tecnica come antinazista militante “
ricorda Houtermans
“del resto ero di origini non proprio ariane , perciò dovetti emigrare.
Fui costretto a lasciare la Germania.
La prima tappa del mio esilio fu l'Inghilterra.
Più tardi mi fu offerto l'incarico di dirigere un gruppo di scienziati, all'istituto di fisica di Karcov, in Russia “.

“ Dovetti andarmene” - dice Wigner, un ungherese che viveva in Germania da otto anni,
“ il regime di Hitler non si addiceva né al tipo di scienza al quale ero interessato, né al mio tipo di uomo “.
E con Wigner sono costretti ad andarsene anche altri due ungheresi, Leo Szilard e Edward Teller, dopo aver subito gli scheni, le minacce, le persecuzioni dei nazisti.
Nel giro di pochi anni questi tre uomini diverranno i fautori più accesi della costruzione della bomba atomica per abbattere il regime di Hitler.

Nell'autunno del 1933, Einstein si imbarca per l'America, dove sarà ospitato dall'Istituto d'alti studi di Princeton, nel New Jersey.

A Copenhagen Niels Bohr e sua moglie cercano di aiutare con ogni mezzo i numerosi profughi loro amici, che giungono ogni giorno dalla Germania, procurando loro aiuti in denaro e cattedre universitarie.
La casa di Niels Bohr e il suo istituto di fisica diventano una tappa obbligata e un punto di smistamento.
Da lì gli scienziati potranno proseguire per l'Inghilterra, per l'America.

Un'accoglienza più cauta e diffidente, tale da scoraggiare ogni speranza di reinserirsi in un pacifico lavoro di ricerca, è riservata loro in Russia.
Solo pochissimi scienziati, e fra questi Houtermans, vi trovano rifugio.
L'unione Sovietica di Stalin sta ripetendo, anche in campo scientifico, molti degli assurdi dogmi della teoria nazista.
Eppure il dittatore russo è assai più sottile e lungimirante del suo collega tedesco, sa di avere bisogno degli scienziati per accrescere la potenza dell'Unione Sovietica e aumentare il suo prestigio personale.
Il suo atteggiamento nei loro confronti segue due criteri:
impedire l'ingresso nell'Unione Sovietica agli scienziati non russi che potrebbero essere veicoli di spionaggio ed elementi di disturbo;
impedire ai fisici russi di abbandonare la patria e di avere contatti con i colleghi residenti all'estero.
La scienza russa deve crescere e potenziarsi all'ombra della politica.

Quando Albert Einstein s'imbarca per l'America, un fisico francese, Paul Langevin, osserva:
“ Questo è un avvenimento grande come il trasferimento del Vaticano nel nuovo mondo.
Il papa della fisica trasloca, gli Stati Uniti diverranno il centro della scienza “.
Le parole di Langevin erano profetiche.
Negli anni dal 1933 al 1935 giungono in America, al seguito di Einstein, Teller, Wigner,Franck, Bethe;
poi arriveranno Fuchs e Szilard :
se questi uomini si fossero trovati in Germania durante la seconda guerra mondiale, forse il destino di Hitler sarebbe stato diverso.
Più tardi arriveranno Fermi, Segrè, Weisskopf...
Quella che si costituisce in America è la più grande concentrazione di scienziati mai esistita.
Ma non è più la “ famiglia internazionale “, fondata sulla collaborazione e sulla fratellanza, che Hitler e l’ intolleranza antisemita hanno definitivamente distrutto.

Nel gennaio del 1934 il fisico francese Frédéric Joliot e sua moglie Irène Curie annunciano la scoperta della radioattività artificiale :
la radioattività non è solo un fenomeno spontaneo di emissione d'energia, osservabile in alcuni elementi come l'uranio e il radio, ma può essere provocata artificialmente, bombardando con particelle alfa gli atomi di alluminio.
“ Joliot e sua moglie” - dice Leo Kowarsky, per molti anni collaboratore di Joliot –
“ si servirono come proiettili veloci di particelle alfa del polonio e modificarono la struttura di atomi ordinari come l'alluminio, il boro e il fosforo fino a farli diventare radioattivi.
Fu una scoperta del tutto inattesa “.
In altre parole il bombardamento effettuato con particelle alfa riesce a trasformare un atomo stabile in un atomo instabile, rendendolo “ radioattivo “, provocando cioè una sorta di spontanea trasformazione della materia in energia.
Quali sarebbero state le conseguenze di tale scoperta?

Alla notizia della scoperta della radioattività artificiale, Enrico Fermi decide di ripetere l'esperimento dei colleghi francesi.
Ma egli non crede che le particelle alfa, usate dai Joliot-Curie, siano i proiettili più adatti a provocare la disintegrazione degli atomi e la radioattività.
Tre anni prima l'inglese Chadwick aveva rivelato l'esistenza di una particella, il neutrone, che essendo elettricamente neutra non viene respinta dal nucleo e quindi ha un potere penetrante 10.000 volte circa maggiore di quello di una particella alfa.
Contro tale vantaggio esisteva un inconveniente:
a differenza delle particelle alfa, i neutroni non sono emessi spontaneamente da sostanze radioattive ma, per ottenerli, bisogna bombardare alcuni elementi con particelle alfa.
Così facendo si ottiene un neutrone ogni 100.000 particelle alfa adoperate:
un rendimento estremamente basso.

Fermi decide di ripetere l'esperimento dei Joliot-Curie :
userà particelle alfa per ottenere una sorgente di neutroni con i quali colpire gli atomi e provocarne la radioattività.
Sono con lui, come al solito, Segrè, Rasetti, Amaldi e il chimico D'Agostino:
il “ gruppo di Roma “.
I giovani fisici che lavorano all'istituto di via Panisperna non abbondano certo in mezzi ed attrezzature.
Per le sue ricerche, Fermi ottiene solo il permesso di utilizzare le emanazioni di un grammo di radio, prestatogli dal direttore del laboratorio fisico della Sanità Pubblica.

“ Fermi pensò che i neutroni avrebbero dovuto essere un proiettile molto più efficace delle particelle alfa usate dai Curie-Joliot”
ricorda Emilio Segrè
“e decise di fare degli esperimenti per verificare l'ipotesi.
La sorgente di neutroni era un tubo di vetro che conteneva un po' di berillio in polvere e dell'emanazione di radio.
Intorno a questa sorgente di neutroni si metteva un cilindretto della sostanza che si voleva provare, per esempio un cilindretto di ferro, di rame, di zinco, di quello che fosse.
E questo cilindretto si irradiava un po' di tempo con i neutroni, dopo di che un contatore di Geiger e Muller rivelava le radiazioni emesse dal cilindretto.
Rivelava cioè se l'elemento di cui era composto il cilindretto, sotto il bombardamento dei neutroni, era diventato radioattivo”.

“ Per poter irradiare molti elementi “
dice Edoardo Amaldi
“innanzitutto era necessario procurarseli, cosa non facile, specie a quell'epoca.
Si discusse il problema e alla fine fu deciso, credo di poter ricordare per suggerimento di Fermi, di affidare il compito di procurare tutti gli elementi possibili a Segrè, che sembrava la
persona più adatta ad un simile lavoro “.