Corso di Cultura e Metodo Scientifico - a.a. 2011 - 2012 II parte Enrico Fermi 1901 – 1954 Un fisico tra scienza, storia ed etica …dove si raccontano le imprese di un fisico, l’ultimo forse nella storia della scienza, che si è conquistato la fama sia con lavori geniali ed innovativi nel campo della Fisica Teorica, sia con imprese tecnico-sperimentali tra le più grandi che l’uomo avesse mai tentato fino ad allora… …si racconta anche di un scienziato che ha avuto i maggiori riconoscimenti, in patria ed all’estero, assieme ai suoi principali collaboratori ed amici… …e si racconta quindi di un uomo che ha fatto delle scelte che mai prima di allora nessuno era stato chiamato a fare. …scelte, a volte, non condivisibili. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 1

1934 Roma - Radioattività artificiale Enrico Fermi 1901 – 1954 1934 Roma - Radioattività artificiale Con la scoperta della radioattività artificiale indotta da particelle alfa (carica ++) fatta nel gennaio del ’34 da Irene Curie e Frederic Joliot, si apre la sperimentazione sulla stabilità del nucleo. Fermi, Rasetti ed il loro gruppo decidono di cambiare tecnica: utilizzeranno neutroni che possono avvicinarsi al nucleo senza dover incontrare la repulsione coulombiana che invece limita l’utilizzo di particelle alfa. Costruiscono una camera a nebbia, diffrattometri per raggi gamma e contatori Geiger-Mueller per potenziare il loro Laboratorio. E’ un clamoroso successo: nel giro di alcuni mesi vengono sottoposti a bombardamento con neutroni tutti gli elementi della scala di Mendeleev, e verranno prodotti oltre la metà degli isotopi radioattivi scoperti nel mondo. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica

Enrico Fermi 1901 – 1954 1934 Roma - Radioattività artificiale Nell’estate del ’34 conclusero il loro lavoro bombardando il torio (90) e l’uranio (92), ultimo elemento conosciuto. Osservarono ancora radioattività che fu spiegata, pur con molti dubbi, con la creazione di nuovi elementi della scala, detti ‘trans-uranici’. Fermi non ne era convinto; ma la notizia trapelò diffondendosi nel mondo, dove in altri laboratori fu confermata: esperio ed ausonio (dai nomi di antiche popolazioni italiche…), se vennero accolti come una grande novità, per Fermi rappresentarono un cruccio in quanto non fu mai sicuro della interpretazione dei risultati sperimentali. In realtà avevano scoperto la fissione dell’uranio indotta da neutroni con 4-5 anni di anticipo. Ma non se ne accorsero. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica

Enrico Fermi 1901 – 1954 1934, 20 ottobre Roma, via Panisperna Nel Laboratorio succedono cose inaspettate, e inspiegabili. Fermi si accorge degli strani risultati che si ottengono dal bombardamento dell’argento con neutroni. Le misure sono instabili, non si riescono a riprodurre, cambiano in continuazione. Sembra addirittura che esse dipendano dal supporto (tavolo di legno o di marmo!) sul quale viene posto l’apparato sperimentale. Ed in parte è propeio così: la presenza di materiale ricco di nuclei leggeri, come l’idrogeno, rallenta i neutroni che ‘diventano più grandi’ E’ il 20 ottobre e Fermi fa la scoperta che lo porterà al Premio Nobel. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica

Enrico Fermi 1901 – 1954 1934, 20 ottobre Roma, via Panisperna Il 26 ottobre del 1935 viene presentata richiesta di brevetto a nome di tutti i membri del Gruppo. « I neutroni per urti multipli contro nuclei di idrogeno, perdono rapidamente la propria energia. È plausibile che la sezione d'urto neutrone-protone cresca al calare dell'energia e può quindi pensarsi che dopo alcuni urti i neutroni vengano a muoversi in modo analogo alle molecole diffondentesi in un gas, eventualmente riducendosi fino ad avere solo l'energia cinetica competente all'agitazione termica. Si formerebbe così intorno alla sorgente qualcosa di simile a una soluzione di neutroni nell'acqua o nella paraffina.» Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica

1938 Roma - Richiesta di finanziamenti Enrico Fermi 1901 – 1954 1938 Roma - Richiesta di finanziamenti Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica

1934 Radioattività artificiale Enrico Fermi 1901 – 1954 1934 Radioattività artificiale Il bombardamento con neutroni energetici di nuclei di vari materiali permette la produzione di vari isotopi, anche di quelli che in natura non sono più reperibili. Va detto tuttavia che anche il flusso di raggi cosmici che costantemente arrivano sulla terra con un’energia estremamente variabile, può produrre gli stessi isotopo, ma con una concentrazione molto più bassa che ne rende difficile l’identificazione. Alcuni di queste ‘nuove sostanze ’ (almeno da punto di vista fisico, anche se non da quello chimico…), non sono stabili e quindi decadono dopo un intervallo di tempo che è specifico del radioisotopo che si è formato; questo può andare dai microsecondi ai secondi, agli anni, o anche molto di più, fino a poter considerare ‘stabili’ questi isotopi dalla vita media così lunga. 62Ni + N --- 63Ni | 63Cu + e- + e L’enorme importanza del lavoro del Gruppo di Fermi, è stata quella di rivelare la dipendenza della probabilità di assorbimento dei neutroni dalla loro energia. E di studiarne sistematicamente gli effetti. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 7

1938 Roma - Richiesta di finanziamenti Enrico Fermi 1901 – 1954 1938 Roma - Richiesta di finanziamenti Fermi, nella richiesta di finanziamenti che presenta alle autorità italiane, mette in evidenza due aspetti: uno tecnico, e cioè la necessità di costruire nuovi acceleratori di particelle, come stavano facendo negli USA, allo scopo di avere a disposizione fasci di neutroni più intensi, in quanto le sorgenti radioattive avevano dei limiti intrinseci (bassa intensità). Ma ormai il Gruppo di via Panisperna (con questo nome passerà alla Storia) non esisteva già più. Pontecorvo era a Parigi dal ‘36, presso il Laboratorio di Joliot; Rasetti andò negli Stati Uniti, dove aveva lavorato con successo dieci anni prima, mentre Segrè era a Berkeley al momento della proclamazione delle leggi razziali, il 18 settembre 1938. Solo Amaldi era e rimase a Roma. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 8

1938 Roma - Richiesta di finanziamenti Enrico Fermi 1901 – 1954 1938 Roma - Richiesta di finanziamenti Il secondo riguarda le applicazioni della radioattività artificiale. Chi sa come si lavora in un moderno ospedale, sa bene quale aiuto venga oggi dal sapiente utilizzo di sostanze radioattive, naturali e artificiali, nella diagnostica e nella terapia di una sempre maggiore quantità di patologie. « Un altro importante campo di studi, per il quale si hanno già promettentissimi inizi, è l'applicazione di sostanze radioattive artificiali quali indicatori per l'analisi di reazioni chimiche. Non meno importanti si prospettano le applicazioni nel campo biologico e medico. Tale importanza è stata riconosciuta in vari paesi nei quali le ricerche sulla radioattività artificiale sono largamente sovvenzionate da istituzioni mediche. Alcune applicazioni riguardano le sostituzione delle sostanze radioattive a quelle naturali per gli usi terapeutici.» Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica

1938 Stoccolma - La consegna del Nobel Enrico Fermi 1901 – 1954 1938 Stoccolma - La consegna del Nobel Il 10 dicembre 1938 riceve il Premio Nobel, a 37 anni, ‘per la scoperta di numerosi elementi radioattivi e del meccanismo di rallentamento dei neutroni’. Da Stoccolma Fermi passa in Inghilterra e da lì si imbarca sulla Motonave Franconia; sta andando negli USA per un periodo di studio, su invito della Columbia University. Sa bene che sta lasciando l’Italia per sempre. Ma sa anche che ormai lascia ben poco. Il suo Gruppo si è disperso, anche a seguito del clima razzista creato e alimentato dal Governo in Italia, che gli anche ha negato i mezzi per proseguire le sue ricerche. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica

1938 Il certificato del Nobel Enrico Fermi 1901 – 1954 1938 Il certificato del Nobel Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 11

Enrico Fermi 1901 – 1954 6/12/1938 - 26/1/1939 I 50 giorni più intensi per Fermi e per la Fisica 7 gennaio 1939 Niels Bohr lascia Copenhagen (con la nave svedese Drotningholen). 16 gennaio 1939 Bohr arriva a New York e incontra i Fermi. Hanno una lunga discussione, ma… 21 gennaio 1939 Bohr tiene a Princeton una conferenza sulla scoperta di Hahn-Strassmann e sulla teoria della fissione di Meitner-Frish. Tra il pubblico c’è W. Lamb che la sera stessa torna a New York. 22 gennaio 1939 Lamb riferisce a Fermi della conferenza di Bohr. Fermi inizia il suo esperimento sulla fissione, che fu completato tre giorni più tardi. Il 26 gennaio, a soli dieci giorni dall’arrivo di Bohr, era stato completato un esperimento per verificare la fissione, e Bohr e Fermi alla Conferenza Annuale di Fisica Teorica a Washington lasciano cadere una bomba, rivelando il fenomeno della fissione e le sue implicazioni. 6 dicembre 1938 La famiglia Fermi lascia Roma per Stoccolma. 10 dicembre 1938 Fermi riceve il Premio Nobel. Dopo Stoccolma, i Fermi si recano a Copenhagen e soggiornano presso i Bohr. 19 dicembre 1938 Otto Hahn dalla Germania scrive a Lise Meitner in Svezia annunciando la rivelazione del “bario” a partire dalle collisioni “n+U”. 24 dicembre 1938 I Fermi salpano da Southampton con la nave Franconia e giungono a New York il 2 gennaio 1939. Natale 1938 Otto Frish visita sua zia Lise Meitner. Insieme, Meitner e Frish formulano la teoria della fissione per spiegare la scoperta di Hahn e Strassmann. 3 gennaio 1939 Frish fa ritorno a Copenhahen e comunica a Niels Bohr la scoperta di Hahn- Strassmann e la teoria di Meitner-Frish. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 12

1939 New York - Puppin Laboratories, Columbia University Enrico Fermi 1901 – 1954 1939 New York - Puppin Laboratories, Columbia University Appena arrivato a NY, Fermi inizia subito a lavorare nei Laboratori della Colombia con Leo Szilard allo studio della fissione dell’uranio; come era stato osservato per la prima volta a Berlino da Otto Hahn e Fritz Strassmann (e correttamente interpretato da Lise Meitner, esule in Inghilterra), e pubblicato proprio mentre Fermi era in viaggio verso l’America. Il 25 gennaio osservava per la prima volta i risultati della fissione provocata da neutroni lenti. Si trattava ora di costruire un modello che prevedesse quantitativamente i risultati degli esperimenti. Fermi ha l’intuizione che nello sconvolgimento del nucleo seguito alla fissione si possa liberare uno o più neutroni e che questi possano essere usati per indurre la fissione di altri nuclei. E’ l’idea che è alla base della pila atomica; ma anche della bomba A. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica

1942 Chicago - La prima pila atomica Enrico Fermi 1901 – 1954 1942 Chicago - La prima pila atomica “Il navigatore italiano è appena sbarcato nel nuovo mondo”. E’ la frase in codice con la quale Arthur Compton comunica al Presidente degli Stati Uniti l’avvenuto successo dell’esperimento di Fermi al Metallurgical Laboratory. Dopo Alessandro Volta, un altro italiano è legato al nome della pila (anche se le similitudini finiscono alla definizione…). Nel Laboratorio allestito sotto le tribune dello stadio di Chicago, in mezzo alla città, Fermi ha condotto in porto la realizzazione della prima pila atomica: ha liberato una parte dell’energia racchiusa nel nucleo dell’uranio. Ma ha anche prodotto Plutonio 239, necessario per produrre un secondo tipo di bomba A. Arthur Compton Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica

1942 Los Alamos - Dipartimento F Enrico Fermi 1901 – 1954 1942 Los Alamos - Dipartimento F L'11 ottobre 1939, al presidente Roosevelt, venne consegnata una lettera firmata da Albert Einstein (trascritta da Leo Szilard), che sollecitava gli Stati Uniti a sviluppare rapidamente un programma di armamento atomico. Alla Columbia University Enrico Fermi costruì un prototipo di reattore nucleare, usando varie configurazioni di grafite e uranio. Il Progetto Manhattan Il Progetto Manhattan, ideato nel 1939 come proponimento di ricerca, nel 1942 mutò i suoi obiettivi e crebbe fino a occupare più di 130.000 persone e costando alla fine oltre 2 miliardi di dollari dell'epoca (corrispondenti a 28 miliardi di dollari del 2008). Il Generale Leslie Groves (a sinistra) venne nominato comandante militare del Progetto Manhattan, mentre Robert Oppenheimer (a destra) direttore scientifico. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 15

1942 Los Alamos - Dipartimento F Enrico Fermi 1901 – 1954 1942 Los Alamos - Dipartimento F Nel periodo di Los Alamos, Fermi dirige il Dipartimento F (Fermi!), creato a posta per dare un supporto a tutti gli altri gruppi di Ricerca nei vari settori. Fin dal primo momento, Fermi utilizzò la pila come sorgente di neutroni molto intensa per studi di purezza della grafite, necessaria come assorbitore. Anche di fronte ad un problema tecnico come quello della scelta del sistema di raffreddamento per il reattore di potenza che doveva produrre plutonio, Fermi suggerì il sistema che poi venne scelto. Egli sostenne i suoi argomenti con calcoli approssimati e tuttavia, convincenti e corretti. L’alternativa era tra il sistema proposto da Fermi, raffreddamento ad acqua, rispetto a quello a elio gassoso proposto dagli Ingegneri o a quello basato sul bismuto fuso, proposto da Szilard. Ovviamente era un problema mai incontrato prima. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 16

1943 – 1944 Argonne - Studi di fisica dello stato solido Enrico Fermi 1901 – 1954 1943 – 1944 Argonne - Studi di fisica dello stato solido Nei due anni successivi, Fermi utilizzò la fonte di neutroni per studiare il loro comportamento nell’interazione con la materia: dalle prime osservazioni della riflessione e diffrazione di neutroni da parte di cristalli nasce l’ottica neutronica. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica

1944 Hanford - primo reattore di potenza Enrico Fermi 1901 – 1954 1944 Hanford - primo reattore di potenza Chiamato ad assistere all’accensione, che avvenne con successo, dopo alcune ore il reattore cominciò a ‘spegnersi’. Fermi ipotizzò la presenza di un ‘veleno’ che prodotto nella reazione, induceva una perdita di neutroni portando all’inibizione della reazione a catena. Solo dopo molti giorni fu trovato un eccesso di Xenon-135 (vita media 9.4 ore) che aveva una elevata sezione d’urto per cattura dei neutroni. Realizzato un sistema di filtraggio, il problema fu risolto. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica

1945 Alamogordo - La prima esplosione atomica Enrico Fermi 1901 – 1954 1945 Alamogordo - La prima esplosione atomica 0.25 s, 2 s, 15 s dopo l’esplosione Fermi assiste all’esplosione, e riesce a stimare il valore dell’energia liberata mediante l’osservazione dello spostamento di pezzetti di carta lasciati cadere sul pavimento. Un’ora dopo, è tra coloro che si recano sul punto dell’esplosione a prelevare campioni di terreno per studiarne la radioattività creatasi a causa dell’esplosione nucleare. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica

1945 Agosto Hiroshima - Nagasaki Enrico Fermi 1901 – 1954 1945 Agosto Hiroshima - Nagasaki Le prime esplosioni atomiche della storia, su centri densamente popolati, possono essere anche considerate drammaticamente, due esperimenti dai quali sono state raccolte una sterminata quantità di informazioni. Soprattutto su gli effetti delle radiazioni ad alte dosi sull’uomo. Per fortuna, sono state anche le ultime, forse anche per quanto si è potuto imparare da quei tragici avvenimenti. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica

Enrico Fermi 1901 – 1954 1949 Il meccanismo di Fermi Nel 1949 Fermi pubblicò un lavoro nel quale proponeva un modello per spiegare la distribuzione in energia dei raggi cosmici che raggiungono la Terra provenienti dallo spazio. Sono in massima parte protoni (ma anche nuclei di elio e di materiali più pesanti. Lo spettro energetico è una tipica legge di potenza: dN/dE = a E-2.7 Fermi ipotizzò che le particelle venissero accelerate a causa di urti multipli con l’onda d’urto provocata dalle esplosioni delle SuperNovae galatttiche, mentre la loro traiettoria veniva ‘curvata’ dal campo magnetico galattico. Proprio come un gigantesco ‘acceleratore galattico’. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 21

Enrico Fermi 1901 – 1954 1949 Il meccanismo di Fermi La collisione di un protone con una nube magnetica può portare all’aumento dell’energia della particella. Il meccanismo è simile all’urto tra due veicoli: se un camion urta un’auto ferma, questa acquista una velocità che al massimo è il doppio di quella del camion investitore, indipendentemente dai valori delle masse, supposto che: Mc >> ma. Quindi l’auto viene accelerata. Un numero elevato di collisioni successive può far crescere l’energia, che però non può eccedere un certo valore, fino a quando il raggio di Larmor non supera le dimensioni della galassia. A quel punto la particella abbandona la galassia dove è ‘nata’, La lettera al suo allievo Cocconi che si occupava dello studio dei raggi cosmici, nella quale Fermi venuto a conoscenza della rivelazione di eventi ad altissima energia, descrive il suo nuovo modello. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 22

1952-1954 Chicago - Gli ultimi studi Enrico Fermi 1901 – 1954 1952-1954 Chicago - Gli ultimi studi Come sempre, attratto da strumenti nuovi, Fermi, dopo aver preso confidenza con i programmi di calcolo e utilizzando i primi rudimentali ma già rivoluzionari calcolatori elettronici (MANIAC), si dedica ad un problema originale: i sistemi fisici non lineari. Nel 1953 inizia lo studio, attraverso la simulazione numerica, di come evolve un sistema (unidimensionale) di 64 particelle tra le quali si esercita una forza con una componente non lineare. Problema che verrà ancora considerato ‘nuovo’ dopo 20 - 30 anni. Qualcuno ha visto in questo primo atto di simulazione numerica la nascita della Matematica Sperimentale- Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica

Enrico Fermi 1901 – 1954 1952-1954 Chicago - Gli ultimi studi Fermi collabora con il matematico polacco Stanislaw Ulam e con l’informatico statunitense John Pasta a codificare un problema che passerà alla storia come ‘Il problema di Fermi-Pasta-Ulam’ e che rappresentò una vera e propria palestra nello studio di come può comportarsi un sistema, anche semplice, dove siano all’opera forze non-lineari (sistemi dinamici). Dopo anni questo lavoro verrà riconosciuto come base per lo studio del caos deterministico. Che ancora non era stato riconosciuto come parte integrante del mondo fisico-matematico. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica

Enrico Fermi 1901 – 1954 1952-1954 Chicago - Gli ultimi studi L’importanza di questo lavoro pionieristico è molteplice. Fisico: si cerca di capire come si evolvono dei sistemi fisici, anche elementari, quando le interazioni (forze agenti) non sono più lineari, ma compare una componente quadratica. Matematico: nella ricerca di soluzioni, compaiono molte zone sconosciute della matematica che solo dopo decine di anni verranno esplorate compiutamente. Informatico: l’uso del calcolatore per la prima volta diventa dirimente rispetto alla determinazione della soluzione di un problema, in quanto solo il calcolo numerico può portare alla descrizione delle soluzioni, altrimenti inaccessibili per via analitica. xi'' = xi+1+ x i-1 -2 x i + k ( ( x i+1 - x i )2 - ( xi - x i-1 )2 ) http://digilander.libero.it/fantinma/fermi/fermi.htm Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 25

Enrico Fermi 1901 – 1954 1952-1954 Italia - Varenna Fermi fa il suo ultimo viaggio in Italia nell’agosto del ‘54 per un Convegno a Varenna, sul lago di Como. In questa occasione gli giunge una richiesta dal Rettore dell’Università di Pisa su come investire al meglio, ai fini della Ricerca, una cospicua somma che si era resa disponibile dal trasferimento a Frascati del progetto di un Sincrotrone nazionale, che inizialmente doveva essere costruito a Pisa. Fermi non ha dubbi: grazie alla sua diretta esperienza sui primi calcolatori sviluppati in America suggerisce di progettare e costruire un Calcolatore Elettronico per eseguire i complessi ma necessari calcoli che avrebbero permesso di trovare la soluzione di equazioni differenziali non integrabili analiticamente. Nell’inverno del 1955 alcuni giovani ricercatori (fisici di Roma) vennero a Pisa per studiare le (poche) macchine elettroniche al mondo e buttare giù qualche idea sulla nuova calcolatrice. Dopo pochi mesi il Gruppo incaricato formato da poche decine di ingegneri, fisici, matematici iniziò la progettazione esecutiva. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 26

Enrico Fermi 1901 – 1954 Pisa, alcuni anni dopo… CEP - Calcolatrice Elettronica Pisana Nel 1957 inizia a funzionare la Macchina Ridotta, primo prototipo della CEP che dal ‘59 sarà il primo calcolatore interamente pensato, progettato, costruito e gestito in una Università italiana. Ma l’impulso allo sviluppo di una nuova branca della Scienza non si esaurisce con l’hardware, anche se questo rimane basilare. L’enorme sforzo per sviluppare il software necessario per gestire la CEO, favorisce gradualmente la cerscita di una cultura che ormai si può già chiamere ‘informatica’: dieci anni dopo, nel 1969, nasce a Pisa il primo Corso di Laurea in Scienze dell’Informazione d‘Italia. Le caratteristiche principali della CEP erano: - lunghezza della parola di 36 bit; - aritmetica in virgola fissa e in virgola mobile, in singola e doppia precisione; - 128 istruzioni e 220 pseudoistruzioni; - istruzioni di lunghezza fissa pari a una parola; - 8192 (8K) parole di memoria a nuclei magnetici; - 70.000 addizioni o 7.000 moltiplicazioni al secondo; - entrata con lettore fotoelettrico; uscita con stampante parallela Forse questa è l’ultima eredità di Fermi. In fondo, ancora una nuova frontiera verso l’ignoto, e tuttavia, intravista attraverso la sua capacità di fare i conti ‘alla Fermi’. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 27

Enrico Fermi 1901 – 1954 1923 Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica Conti, stime che gli avevano permesso, nel 1922, a commento della prima edizione della Relatività Generale (August Kopff, Hoepli 1923), di fare la seguente affermazione a proposito dell’equivalenza massa-energia: “La relazione tra massa ed energia ci porta senz’altro a delle cifre grandiose. Per esempio, se si riuscisse a mettere in libertà l’energia contenuta in un grammo di materia si otterrebbe un’energia maggiore di quella sviluppata in tre anni dal lavoro continuo di un motore di mille cavalli (inutili i commenti). Si dirà con ragione che non appare possibile che, in un prossimo avvenire, si trovi il modo di mettere in libertà queste enormi quantità di energia, cosa del resto che no si può che augurarsi, perché l’esplosione di una così spaventosa quantità di energia avrebbe come primo effetto di ridurre in pezzi il fisico che avesse la disgrazia di trovare il modo di produrla.” Il giovane fisico Enrico fermi aveva 21 anni! Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica

Enrico Fermi 1901 – 1954 2010 Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica Da “Il Giornale”, 30 ottobre 2010 Le scoperte del grande scienziato Enrico Fermi vengono oggi confermate dai nuovi mezzi messi a disposizione da una tecnologia allora sconosciuta. Ad esempio, l'ipotesi fatta dal premo Nobel sui meccanismi di accelerazione dei raggi cosmici trova ora conferma nelle osservazioni del satellite che la Nasa ha costruito dedicandolo proprio al fisico italiano morto a Chicago nel '54. Più di sessanta anni fa Fermi per primo propose un meccanismo in grado di spiegare le enormi energie raggiunte dai raggi cosmici che permeano la nostra Galassia. Un ipotesi che adesso viene confermata dalle recenti osservazioni della missione per lo studio dei raggi gamma che la NASA ha dedicato proprio al famoso scienziato italiano. Il cielo in ‘luce gamma’: La fascia centrale corrisponde alla via Lattea, le croci verdi sono sorgenti extra-galattiche Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 29

Enrico Fermi 1901 – 1954 2010 Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica Da “Il Giornale”, 30 ottobre 2010 Il satellite Fermi, infatti, al quale l'Italia collabora con l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), l'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e l'Agenzia Spaziale Italiana (ASI), ha infine scovato la prova definitiva che dimostra come le teorie del fisico fossero giuste. I raggi cosmici sono particelle cariche di altissima energia che raggiungono il nostro pianeta attraversandoci come una continua pioggerellina battente. Secondo l'ipotesi messa a punto da Fermi, i raggi cosmici vengono accelerati in dense nubi di gas magnetizzato in movimento. Il "meccanismo di Fermi", come fu definito, con le sue varianti è rimasto per molti anni l'unico procedimento praticabile. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 30

Enrico Fermi 1901 – 1954 Filmati sulla vita ed il lavoro di Enrico Fermi Web-grafia: http://www.youtube.com/watch?v=jk_pfyePEw4 http://www.youtube.com/watch?v=MfaOVuJJH1M&feature=related http://www.scholarpedia.org/article/Fermi-Pasta-Ulam_nonlinear_lattice_oscillations http://digilander.libero.it/fantinma/fermi/fermi.htm Il bombardamento di Hiroshima e Oppenheimer http://www.youtube.com/watch?v=JVD4hBkV61g&feature=related Enzo Biagi e Emilio Segrè - 1984 //www.youtube.com/watch?v=X3kfWMg4NOY&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=R4yFhjDF6BY&feature=related Discorso di Fermi - 1954 http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=zVo1m6LlaZ8 Tutte le bombe del mondo http://www.youtube.com/watch?v=I9lquok4Pdk Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 31

Enrico Fermi, tra Scienza ed Etica Alcune domande (difficili ed impossibili…) ad Enrico Fermi Perché Fermi ha lasciato l’Italia? Perchè ha appoggiato il Progetto Manhattan? Perchè ha partecipato? Perchè non ha rinunciato, dopo la fine di Hitler? Perchè non si è opposto all’esplosione su Hiroshima? Perchè non si è opposto a quella di Nagasaki? Perchè dopo è rimasto nel PM? Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 32

Enrico Fermi, tra Scienza ed Etica Alcune considerazioni (prima di discutere delle risposte ad Enrico Fermi La responsabilità è strettamente legata al grado di conoscenza ed alla criticità delle conoscenze che ciascun uomo porta con sé. Tanto maggiore è la quantità di informazioni, collegate sotto forma di scienza, tanto maggiori saranno le conseguenze che la scelta sia nella direzione di usare queste informazioni, sia in quella opposta, cioè di celarle e negarne la condivisione, tanto maggiore potranno essere le conseguenze: e sugli ulteriori sviluppi della conoscenza, e sul destino degli altri uomini. Ma anche il momento, l’istante temporale nel quale si rendono disponibili certe informazioni, certe procedure, è cruciale nel determinarne le conseguenze. Non solo: anche le condizioni al contorno, cioè l’insieme di altre conoscenze alle quali necessariamente si andranno ad aggiungere e collegare le nuove ‘rivelazioni, diventa critico e determinante per valutare l’impatto, ora o in seguito, che lesse avranno nel futuro. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 33

Enrico Fermi, tra Scienza ed Etica Alcune considerazioni prima delle risposte ad Enrico Fermi Alla luce di quanto detto, diventa veramente difficile valutare quanto sia pesante l’eredità di chi come Fermi di scelte ne ha fatte molte, e molto cruciali. Bisogna innanzitutto conoscere al meglio possibile le condizioni al controno, cosa questa già di per sé molto difficile, e sempre di più al passare degli anni. Ma c’è un altro aspetto che va valutato: le domande e le risposte che ciascuno di noi deve dare alla propria coscienza, cioè all’insieme di regole, di permessi e di divieti che ne costituisce l’ossatura etica. La quale non è mai immutabile e assolutamente rigida. Tutt’altro: deve continuamente confrontarsi con il mondo nel quale si opera, nel quale le nostre azioni hanno effetti, piccoli o grandi. Quindi possiamo vedere ed analizzare la vicenda di Fermi-uomo alla luce dell’esperienza e del bagaglio etico di ciascuno di noi. E vedere che cosa succede. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 34

Enrico Fermi, tra Scienza ed Etica Alcune risposte (difficili e possibili…) ad Enrico Fermi Perché Fermi ha lasciato l’Italia? Perchè ha appoggiato il Progetto Manhattan? Perchè ha partecipato? Perchè non ha rinunciato, dopo la fine di Hitler? Perchè non si è opposto all’esplosione su Hiroshima? Perchè non si è opposto a quella di Nagasaki? Perchè dopo è rimasto nel PM? Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 35

Enrico Fermi, tra Scienza ed Etica Alcune risposte (difficili e possibili…) ad Enrico Fermi Perché Fermi ha lasciato l’Italia? Perchè ha appoggiato il Progetto Manhattan? Perchè ha partecipato? Perchè non ha rinunciato, dopo la fine di Hitler? Perchè non si è opposto all’esplosione su Hiroshima? Perchè non si è opposto a quella di Nagasaki? Perchè dopo è rimasto nel PM? Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 36

Enrico Fermi, tra Scienza ed Etica Alcune risposte (difficili e possibili…) ad Enrico Fermi Perché Fermi ha lasciato l’Italia? Perchè ha appoggiato il Progetto Manhattan? Perchè ha partecipato? Perchè non ha rinunciato, dopo la fine di Hitler? Perchè non si è opposto all’esplosione su Hiroshima? Perchè non si è opposto a quella di Nagasaki? Perchè dopo è rimasto nel PM? Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 37

Enrico Fermi, tra Scienza ed Etica Alcune risposte (difficili e possibili…) ad Enrico Fermi Perché Fermi ha lasciato l’Italia? Perchè ha appoggiato il Progetto Manhattan? Perchè ha partecipato? Perchè non ha rinunciato, dopo la fine di Hitler? Perchè non si è opposto all’esplosione su Hiroshima? Perchè non si è opposto a quella di Nagasaki? Perchè dopo è rimasto nel PM? Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 38

Enrico Fermi, tra Scienza ed Etica Alcune risposte (difficili e possibili…) ad Enrico Fermi Perché Fermi ha lasciato l’Italia? Perchè ha appoggiato il Progetto Manhattan? Perchè ha partecipato? Perchè non ha rinunciato, dopo la fine di Hitler? Perchè non si è opposto all’esplosione su Hiroshima? Perchè non si è opposto a quella di Nagasaki? Perchè dopo è rimasto nel PM? Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 39

Enrico Fermi, tra Scienza ed Etica Alcune risposte (difficili e possibili…) ad Enrico Fermi Perché Fermi ha lasciato l’Italia? Perchè ha appoggiato il Progetto Manhattan? Perchè ha partecipato? Perchè non ha rinunciato, dopo la fine di Hitler? Perchè non si è opposto all’esplosione su Hiroshima? Perchè non si è opposto a quella di Nagasaki? Perchè dopo è rimasto nel PM? Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 40

Enrico Fermi, tra Scienza ed Etica Alcune risposte (difficili e possibili…) ad Enrico Fermi Perché Fermi ha lasciato l’Italia? Perchè ha appoggiato il Progetto Manhattan? Perchè ha partecipato? Perchè non ha rinunciato, dopo la fine di Hitler? Perchè non si è opposto all’esplosione su Hiroshima? Perchè non si è opposto a quella di Nagasaki? Perchè dopo è rimasto nel PM? Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 41

Enrico Fermi, tra Scienza ed Etica 30 settembre 2011 Conclusioni Certamente la scienza deve ad Enrico Fermi molto di più che alla maggior parte degli scienziati che pure hanno segnato il ‘900. Teorie fondamentali Soluzioni tecnologiche che hanno cambiato il volto del secolo. Ma Fermi non lavorava da solo; anzi, tra i suoi allievi e collaboratori vi sono stati numerosi Premi Nobel. E quindi anche le responsabilità che certamente si è preso e che non possono non pesare, vanno condivise. Ma non devono essere né dimenticate, né sminuite. Perché le condizioni nelle quali si sono trovati Fermi ed i suoi colleghi del Progetto Manhattan possono ripresentarsi di nuovo. Anzi, si sono certamente già più volte ripresentate: un esempio per tutti, la clonazione umana. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 42

Enrico Fermi, tra Scienza ed Etica 30 settembre 2011 Conclusioni Io non credo che possano esistere soluzioni a priori, pre-confezionate da usare al momento opportuno, in qualunque situazione. Credo sia invece necessario mantenere viva una discussione continua tra scienziati e tecnici che hanno le conoscenze per capire e le responsabilità per decidere. Ma credo sia altrettanto necessario ogni sforzo possibile per coinvolgere tutti coloro che hanno un ruolo in quei problemi oggi, e coloro che potranno averne domani. Marco M.Massai - Dipartimento di Fisica 43