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DALL'ATOMO ALLA BOMBA ATOMICA

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by

Laura Cacciamani

on 6 July 2014

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Transcript of DALL'ATOMO ALLA BOMBA ATOMICA

• Enrico Fermi frequenta fisica alla scuola
Normale di Pisa
,
• Uscito dal'Università fa la conoscenza di
Corbino
, professore di fisica sperimentale e direttore dell'Istituto di fisica di Via Panisperna.
• Corbino gli da la possibilità di fare due viaggi, a
Gottinga
e
Leida
, dove conosce tra gli altri, Pauli, Einstein,Lorentz.
• Nel '
26
ottiene la prima cattedra di fisica teorica a Roma.
• Si iscrive nel '
29
al Partito Nazional Fascista, e viene nominato da Mussolini membro della reale
Accademia d'Italia
, creata dal Duce in opposizione all'Accademia dei Lincei.
• Divenne famoso nel '
33
per il suo
Tentativo di una teoria dei raggi beta
,
e per la conseguente scoperta e formalizzazione dell’interazione di Fermi responsabile della trasformazione di un neutrone in un protone
(o viceversa) accompagnata dalla creazione
di un elettrone (o di un positrone) e di
un neutrino.

insieme a Fermi giunse in America Niels
Bohr
, portando la notizia della scoperta della fissione nucleare in Germania.
le domande a cui adesso Fermi voleva trovare una risposta erano tante: nella fissione dell'uranio vengono emessi neutroni? tanti da poter sviluppare una reazione a catena?
nel
'39 Fermi e Szilard
ottennero prove certe della possibilità della realizzazione di una
reazione a catena
.
tale scoperta apriva nuovissime prospettive alla fisica dell’atomo: non solo pacifiche, ma anche a fini bellici: i problemi europei si aggravavano sempre di più: con il Patto d’Acciaio del 1939 l’entrata in guerra dell’America non era più tanto lontana.
LA GENESI DELLA BOMBA ATOMICA

ENRICO FERMI IN ITALIA
DALLA NORMALE DI PISA ALL'ISTITUTO DI FISICA DI VIA PANISPERNA
LA SCOPERTA DELLA
RADIOATTIVITA' ARTIFICIALE IN FRANCIA, Parigi, gennaio 1934
LA FISSIONE NUCLEARE
La scoperta di Hahn, Strassman e l’interpretazione della Meitner, dicembre 1938- gennaio 1939, Germania
I NEUTRONI LENTI,
Istituto di fisica di Via Panisperna, ottobre 1934
Bombardamenti di Neutroni
Dopo aver ottenuto la
cattedra di fisica teorica
a Roma, Fermi trasformò l'istituto di fisica teorica di Via Panisperna in un
moderno centro di ricerca
. Riunì intorno a sè numerosi studenti, fra cui:
L'istituto di FISICA di Via PANISPERNA
FRANCO
RASETTI
EDOARDO AMALDI
EMILIO SEGRE'
ETTORE MAJORANA
Una Scoperta Mancata
catanese, studiò ingegneria per due anni per poi passare a fisica.
Intuì l'impossibilità della coesistenza nel nucleo di protoni ed elettroni, quasi scoprì la particella fantasma, il
neutrone
, che venne però scoperto nel '
32
da
Chadwick
.
dopo la scoperta del neutrone, studiò e scoprì le
forze nucleari
(forze di Majorana)
mente brillante, genio matematico,
scomparve nel '38
:
morte o emigrazione volontaria?
Sciascia studiò il caso Majorana nel suo libro
La scomparsa di Majorana
,
arrivando a ritenere il giovane fisico un personaggio Pirandelliano (Mattia Pascal)
BRUNO PONTECORVO
appena laureato, si unì al gruppo di Via Panisperna
alla disgregazione del gruppo romano andò in
Francia
dai coniugi Curie
durante il periodo più aspro della guerra fu l'unico a scegliere il
comunismo
e a rifugiarsi in
URSS
.
lasciò ingegneria
per passare a fisica, insieme a Majorana e a Segrè.
fu un gran
didatta
fu l'unico a
restare a Roma
durante la guerra
mantenne una viva corrispondenza con Fermi che lo aggiornava sui suoi studi.
PREMIO NOBEL
STOCCOLMA, 1938
New York, Columbia University, 1939
PROGETTO MANHATTAN
LOS ALAMOS, NEW MEXICO

TRINITY TEST
BOMBA H?
laboratorio nazionale di Los Alamos
Albert Einstein,
lettera a Roosevelt
TEST DI ALAMOGORDO, 16 Luglio 1945
il manifesto vuole raggiungere i piani alti del potere:
Russel
è ben consapevole che anche con un
accordo internazionale
, che comunque promuove, non cesserà il pericolo della bombe H , che sarebbero in ogni caso utilizzate in caso di guerra. Così il filosofo pacifista, dopo aver descritto gli effetti disastrosi delle bombe all'idrogeno, insieme agli altri firmatari, arriva a proporre l'inverosimile:
la guerra non deve più esistere, e si devono quindi trovare mezzi pacifici per la risoluzione di ogni conflitto
.
ritorno al pacifismo:
THE RUSSEL-EINSTEIN MANIFESTO ,1955
LA PILA ATOMICA DI FERMI, Metallurgical Laboratory, Chicago
nel '42 Fermi realizza la
prima pila atomica a fissione
negli scantinati della Columbia University
la pila va per circa mezz'ora sopra la soglia critica
Compton
dirà a
Conant
, uno dei responsabili del progetto:
"
Jim, ti interesserà sapere che il navigatore italiano è appena sbarcato nel nuovo mondo
"
Bomba a uranio o Bomba al plutonio?
Ernest Lawrence, Radiation Laboratory, Berkeley, California
direttore del laboratorio per il programma relativo alla
separazione elettromagnetica dell'U235
e alle ricerche sul
plutonio
.
divenne famoso per il suo
ciclotrone
(molto ammirato da Segrè nel 36), ovvero uno dei primi acceleratori di particelle, che attraverso un forte campo magnetico faceva muovere le particelle in un orbita circolare.
HAROLD UREY,
COLUMBIA UNIVERSITY
responsabile del programma relativo alla
separazione
dell'
U 235
con il metodo della
diffusione gassosa
in corso di attuazione alla Columbia University.
ARTHUR COMPTON,
METALLURGICAL LABORATORY, CHICAGO
Little Boy
, la prima bomba
parte il
6 agosto 1945
a bordo del bombardiere
Enola Gay
alla volta di una di queste quattro città:
Hiroshima, Nagasaki, Kokura, Yokohama
.
La bomba sarebbe stata scagliata nella città ove le condizioni meteorologiche fossero ottimali.
Stessa cosa successe per la seconda bomba.
TINIAN, ARCIPELAGO DELLE MARIANNE, agosto 1945
BOMBA A NAGASAKI
Roosevelt, per ragioni di segretezza, diede al progetto il nome di copertura di
Manhattan District of The Army Engineers
, o Progetto Manhattan. La direzione del programma fu affidata all'esercito, e come dirigente fu scelto il
generale Leslie Groves
, che scelse come collaboratori tre scienziati civili.
<I fisici hanno conosciuto il peccato> Robert Oppenheimer
PEARL HARBOUR,
estate del 1945
chiamato a Roma da Fermi era il
fisico sperimentale
più bravo del gruppo.

Rifiutò
per ragioni morali di entrare nel
progetto anglocanadese
per la costruzione della

bomba atomica
e poi
abbandonò la fisica
per dedicarsi alla geologia e alla paleontologia.
Da Via Panisperna a Los Alamos
Il laboratorio di Los Alamos si rimise subito al lavoro: la possibilità di riprodurre la fusione nucleare, fenomeno stellare, e poi di utilizzarla come motore di una superbomba, aveva già attraversato la mente di Fermi nel '42.
Già nel '51 gli USA fecero esplodere la loro prima superbomba, seguiti nel '53 dall'esplosione della prima bomba termonucleare sovietica, battezzata dagli americani Joe 4 , dal nome di Stalin.
[...] We have to learn to ask ourselves, not what steps can be taken to give military victory to whatever group we prefer, for there no longer are such steps; the question we have to ask ourselves is: what steps can be taken to prevent a military contest of which the issue must be disastrous to all parties?
The general public, and even many men in positions of authority, have not realized what would be involved in a war with nuclear bombs. The general public still thinks in terms of the obliteration of cities. It is understood that the new bombs are more powerful than the old, and that, while one A-bomb could obliterate Hiroshima, one H-bomb could obliterate the largest cities, such as London, New York, and Moscow.
No doubt in an H-bomb war great cities would be obliterated. But this is one of the minor disasters that would have to be faced. If everybody in London, New York, and Moscow were exterminated, the world might, in the course of a few centuries, recover from the blow. But we now know, especially since the Bikini test, that nuclear bombs can gradually spread destruction over a very much wider area than had been supposed.
It is stated on very good authority that a bomb can now be manufactured which will be 2,500 times as powerful as that which destroyed Hiroshima. Such a bomb, if exploded near the ground or under water, sends radio-active particles into the upper air. They sink gradually and reach the surface of the earth in the form of a deadly dust or rain. It was this dust which infected the Japanese fishermen and their catch of fish. No one knows how widely such lethal radio-active particles might be diffused, but the best authorities are unanimous in saying that a war with H-bombs might possibly put an end to the human race. It is feared that if many H-bombs are used there will be universal death, sudden only for a minority, but for the majority a slow torture of disease and disintegration.[...]





Max Born, Percy W. Bridgman, Albert Einstein, Leopold Infeld, Frederic Joliot-Curie, Herman J. Muller, Linus Pauling, Cecil F. Powell, Joseph Rotblat, Bertrand Russell, Hideki Yukawa

amico e collaboratore di Fermi, lo seguì in
America
e con lui partecipò alla costruzione della bomba atomica.
Fu il secondo del gruppo a ricevere il premio
Nobel
, assegnatogli per la scoperta dell'
antiprotone
(Nel 1955 con Chamberlain).
Intervistato da
Enzo Biagi nell'83

alla domanda,

Chi sono i padri della bomba
?
risponde che non ci furono padri,ma solo una serie di fortunate scoperte che portarono alla realizzazione dell'arma.
L'amicizia di Heisenberg e Majorana fruttò alla fisica varie scoperte, una fra tutte

la teoria dei nuclei atomici

fu uno dei pochi fisici che restò in Germania durante la guerra, e qui si occupò della ricerca nucleare, che forse
boicottò
per evitare la costruzione e l'utilizzo di una bomba atomica.
Heisenberg, dopo la guerra, fece
rifiorire la fisica tedesca
.
Divenne famoso specialmente per il
principio di indeterminazione
di Heisenberg.

LA RICERCA IN GERMANIA: WERNER HEISENBERG
• i coniugi
Irène Curie e Fréderick Joliot
scoprirono nel
'34 la radioattività artificiale
: bombardando dei nuclei con
particelle alfa
ottennero nuclei radioattivi diversi dal nucleo bersaglio.
• i coniugi riuscirono a separare i nuovi
radionuclidi
nello stesso modo in cui, anni prima, Marie Curie e suo marito avevano scoperto il radio.
• nel
'35
i coniugi Curie ricevettero il premio
Nobel per la Chimica

• Fermi pensò di usare, invece delle particelle alfa, i neutroni, che essendo neutri non venivano respinti dal nucleo carico, come invece succedeva alle particelle alfa, parzialmente deviate dal nucleo di alluminio.
• Fermi e i suoi collaboratori iniziarono a
bombardare tutti gli elementi della tavola periodica
, costruendosi anche da sé le sorgenti di neutroni.

• Segrè scrive che la loro grave mancanza fu dovuta a un
foglio d'alluminio
inserito nell'esperimento.
• nel
'34
Fermi si trovò di fronte a una fissione nucleare, dopo aver bombardato un nucleo di uranio con un neutrone: purtroppo lo stesso Fermi e i fisici di via Panisperna non la riconobbero come tale, anche se la chimica tedesca
Noddack
scrisse al gruppo per informali dei suoi studi e della sua interpretazione, corretta, degli esperimenti romani.
Corbino arrivò anche a dare due nomi (
Ausonio
ed
Esperio
) ai due elementi derivati dalla scissione dell'uranio, due nomi che riflettevano in pieno l'orgoglio nazionalistico allora imperversante in Italia con il fascismo .


furono Hahn e Strasseman a comunicare a Lise
Meitner
, costretta ad abbandonare la Germania per le persecuzioni razziali, i risultati dei loro esperimenti, che lei interpretò correttamente: era appena avvenuta la
fissione del nucleo
.
Questo fenomeno Fermi lo aveva già teorizzato nel '
23
, nei suoi studi sulla relatività:

“non appare possibile che, almeno in un prossimo avvenire, si
trovi il modo di mettere in libertà queste enormi quantità di energia
, cosa del resto che non si può augurarsi, perchè l’esplosione di una così spaventosa quantità di energia avrebbe com
e primo effetto di ridurre in pezzi il fisico che avesse la disgrazia di trovare il modo di produrla
.”


• Fermi fece un'altra scoperta: il ruolo fondamentale dei
neutroni lenti
nelle reazioni nucleari.
• dovendo fare un esperimento bombardando un pezzo di piombo, decise di sostituire il
piombo
con della
paraffina
. I neutroni rallentavano a contatto con gli
atomi di idrogeno
, e questo aumentava l'efficienza del processo di produzione di sostanze radioattive .
questa scoperta valse a Enrico Fermi il premio Nobel.

Fermi ricevette il
Nobel il 10 dicembre del '38
e partì immediatamente per l'America, alla volta della Columbia University.
la partenza fu obbligata per la famiglia Fermi, essendo la
moglie Laura ebrea
.
Dopo l’Asse Roma-Berlino del '36, il clima italiano era sempre più teso con l'Anschluss dell’Austria, nel '38, con il consenso di Mussolini e la successiva pubblicazione del Manifesto della Razza
Einstein, venuto a conoscenza dei lavori di Fermi e Szilard, e incitato da quest'ultimo, scrisse una lettera a Roosevelt esortandolo a
finanziare il progetto di ricerca dei fisici nucleari
, in vista della progettazione della bomba atomica.
Einstein consiglia a Roosevelt di
importare uranio
per le ricerche dei fisici nucleari.
Roosevelt seguirà i suoi consigli fino a lanciare nel
'42 il Progetto Manhattan
.
Einstein abbandona così il pacifismo che lo aveva sempre contraddistinto in precedenza: ricordiamo la lettera a Freud, “
Perchè la guerra?


• All’inizio si pensava che solo l’uranio potesse essere utilizzato, ma Fermi scoprì che anche il
plutonio (Pu239)
, ottenuto dal decadimento dell'uranio bombardato da neutroni, era un elemento radioattivo con il quale poteva avvenire una reazione a catena.
quindi decisero di usare tutti e due gli elementi: la bomba al plutonio fu testata ad
Alamogordo
, mentre quella all'uranio direttamente a
Hiroshima
.
Per produrre tali materiali, si aprirono nuovi stabilimenti, uno a
Oak Bridge
e a
Hanford
.
• resposabile degli
studi teorici sulla bomba
messo a capo delle ricerche relative alla realizzazione della reazione a catena già nel '41, dopo l’attacco dei giapponesi a
Pearl Harbour
, episodio che spinse Roosevelt a dare una brusca accelerazione al
progetto Uranio
(poi progetto Manhattan).
• famoso per l’
effetto Compton

• il quartier generale era a
Los Alamos:
fu costruito in questo paesino del
New Mexico
un complesso di laboratori e abitazioni tale da ospitare i migliori fisici e ingegneri del tempo, fino a superare nel 1945 le
2000 unità
.
• A capo del laboratorio fu chiamato
Robert Oppenheimer
, un fisico teorico di enorme fama, che offrì il posto di
direttore aggiunto a Fermi
, ormai trasferitosi definitivamente lì nell’
agosto del '44
, pochi mesi dopo la liberazione di Roma da parte degli alleati.
• A Los Alamos rincontrò il suo amico
Segrè
, che descrive il suo amico Enrico come una sorta di oracolo.
•ci fu una larga partecipazione di fisici che diventeranno famosi, come
Feynman
.

Bomba al plutonio da testare
Fermi misurerà l'energia della bomba lanciando dei pezzettini di carta a terra e osservando il loro spostamento dovuto all'onda d'urto
• fu proprio da Pearl Harbour, il porto bombardato a tradimento dai giapponesi il 7 dicembre 1941,che salpò nell'agostodel '45
l'incrociatore Indianapolis
con le bombe atomiche nella stiva
BOMBA A HIROSHIMA
6 agosto 1945, distruzione della città, 100.000 morti nell'immediato, bomba all'Uranio
9 agosto 1945, distruzione della città, 60.000 morti nell' immediato,
bomba al Plutonio
FISICI CHE RIFIUTARONO LA QUESTIONE MORALE
Edward
Teller
è stato un fisico che, una volta conosciuto il potere, non ne potè più fare a meno.
Anche
Von Neumann
, matematico ungherese, non si pente e da anche
indicazioni su come lanciare le bombe
a Hiroshima e a Nagasaki per provocare maggior danno e maggior numero di morti. Diventerà consigliere della
CIA
e insieme a Teller parteciperà alla costruzione della
bomba H
.
< I fisici, più che il peccato, hanno conosciuto il potere> Edward Teller
Rotplat
, firmatario del manifesto di Russel e Einstein, abbandonò Los Alamos nel 44 e militò nel
movimento pacifista
Szilard
, dopo aver esortato la costruzione della bomba, si oppose al suo utilizzo, mandando varie
petizioni
al governo, rimaste inascoltate.
Fermi
fu neutrale a proposito della bomba A, ma si oppose drasticamente alla costruzione di una
bomba H
, definendola: <
uno strumento di genocidio
>, ma quando il governo gli chiese aiuto per la costruzione della superbomba, si trasferì nuovamente a Los Alamos
E quando, con l'andare del tempo, avrete scoperto tutto lo scopribile, il vostro progresso non sarà che un progressivo allontanamento dall'umanità. Tra voi e l'umanità può scavarsi un abisso così grande che ad ogni vostro eureka rischierebbe di rispondere un grido di dolore universale.....
BERTOLD BRECHT,
Vita di Galileo

BIBLIOGRAFIA

Lettura integrale del numero 8 del periodico Le Scienze: I grandi della scienza:

Fermi, un fisico da Via Panisperna all'America

di Michelangelo de Maria
Dal numero 17 del periodico Le Scienze: I grandi della scienza:
Heisenberg
, capitoli:
La notte di Copenhagen , Dalla Bomba alla politica
dal numero 27 del periodico Le Scienze: I grandi della scienza:
Majorana
, i capitoli:
Il regio istituto di Via Panisperna, Solitudine e Scomparsa
dal libro di Emilio Segrè:
Personaggi e scoperte della fisica contemporanea
, capitolo:
Enrico Fermi e l'Energia Atomica
dal libro di R.Feynam ,

Il piacere di scoprire
, capitolo:
Los Alamos dal basso

Perchè la guerra
?
carteggio Einstein-Freud, 1932

Lettera di Einstein a Roosevelt
, 1939, e relativa risposta

The Russell-Einstein Manifesto
, 1955
Lettura integrale di:
La scomparsa di Majorana
, di Leonardo Sciascia.

FILMOGRAFIA

dalla raccolta di film Beautiful Minds, Giuseppe Bruzzaniti racconta:

Enrico Fermi e la Bomba atomica

"
I ragazzi di via Panisperna
",
un film di Gianni Amelio del 1988

"Hiroshima Mon Amour"
, film del 1959 diretto da Alain Resnais

intervista del 1983 di Enzo Biagi a Emilio Segrè

a cura di Laura Cacciamani
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