CULTURA

Majorana, uno studente fuori dal comune

Da lontano appariva smilzo, con un’andatura timida quasi incerta; da vicino si notavano i capelli nerissimi, la carnagione scura, le gote lievemente scavate, gli occhi vivacissimi e scintillanti: nell’insieme, l’aspetto di un saraceno”, così Edoardo Amaldi descrive Ettore Majorana poco più che ventenne.

Majorana è noto a tutti per la sua scomparsa, ancora oggi al centro di ricostruzioni più o meno fantasiose quando non palesemente false, mentre meno nota al pubblico è la sua eccezionale grandezza di scienziato e intellettuale, che trascorre la sua breve vita tra la Grande Guerra e le avvisaglie della seconda guerra mondiale. Un periodo politico ed economico travagliato, al quale fa da contraltare un eccezionale fermento di idee nell’ambito della scienza della natura, in particolare della fisica, e della cultura in senso lato.

Ettore Majorana nasce a Catania il 5 agosto 1906 da una famiglia borghese siciliana che da generazioni ha prodotto personaggi illustri, deputati, ministri, professori e rettori universitari, e nella quale gli interessi di tipo tecnico e scientifico sono predominanti. Il padre, Fabio Massimo, ingegnere e fisico, dirige l’azienda telefonica di Catania, e la madre Dorina (Salvatrice) Corso si occupa dei cinque figli: Rosina, Salvatore, Luciano, Ettore e Maria.

Majorana dà precoci segnali delle sue capacità matematiche: già a quattro/cinque anni riesce a calcolare a mente, in pochi secondi, prodotti di numeri a più cifre. Queste sue capacità di calcolo a mente, senza uso di fogli o lavagne, verranno più volte citate in seguito dai suoi compagni di Università. Ed è sempre da bambino che apprende il gioco degli scacchi, una passione che porterà avanti anche in seguito.

Dopo aver fatto le prime classi delle scuole elementari in casa, viene iscritto all’istituto San Massimo di Roma, diretto dai gesuiti, dove rimane per il ginnasio e anche “da esterno” per due anni del liceo. L’ultimo anno lo farà al liceo classico Tasso dove nel 1923 consegue la maturità. Si iscrive quindi al biennio di ingegneria e poi alla Scuola per Ingegneri. Insieme a lui si iscrivono, tra gli altri, il fratello Luciano, Emilio Segré (che sarà in seguito con lui all’istituto di via Panisperna), Giovanni Enriques (figlio di Federigo), Gastone Piqué (che diventerà un suo grande amico), Enrico Volterra (figlio di Vito). Ma non solo un gruppo di compagni di eccezione, ma specialmente grandi figure presenti all’università di Roma in quegli anni, segneranno la sua formazione universitaria: Levi Civita, Vito Volterra, Francesco Severi, Guido Castelnuovo, Orso Mario Corbino, Enrico Persico. Sia durante il biennio, sia successivamente nella Scuola di Ingegneria, Majorana aiuta spesso i suoi compagni per la risoluzione dei problemi più difficili, specie quelli matematici, ma dopo il biennio cresce in lui, come in altri suoi compagni, l’insofferenza per il modo in cui venivano impartiti gli insegnamenti, che invece di offrire un inquadramento generale si soffermavano sulla descrizione di particolari inessenziali.

Intanto qualcosa stava cambiando nella fisica a Roma e in Italia. Nel 1926, Orso Mario Corbino, professore di fisica sperimentale e Direttore dell’istituto di Fisica di Roma a via Panisperna, riesce a ottenere il primo concorso a cattedra per fisica teorica. I tre vincitori sono Enrico Fermi (a Roma), Enrico Persico (a Firenze) e Aldo Pontremoli (a Milano). Con l’arrivo di Fermi a Roma, Corbino mette le basi per la nascita a Roma di una scuola di Fisica Moderna, dove tutte le potenzialità insite nella meccanica quantistica (appena introdotta) e nelle teorie della relatività di Einstein potessero finalmente esprimersi anche in Italia.

Fermi non delude le aspettative di Corbino e in poco tempo organizza quel gruppo, “i ragazzi di via Panisperna”, che lo porterà al premio Nobel del 1938. Già nel gennaio del 1927 arriva Franco Rasetti, suo amico e compagno di studi a Pisa e poi collega a Firenze, che diventa assistente di Corbino. Il primo studente a lasciare ingegneria per fisica è Emilio Segré, subito dopo arriva anche Edoardo Amaldi. Majorana, che pure si era iscritto all’ultimo anno di ingegneria, anche su consiglio di Segré incontra Fermi e Rasetti e decide di passare nel gennaio del 1928 a Fisica, preceduto dai giudizi entusiasti di Segré sulle sue doti. Doti confermate anche dall’incontro con Fermi e Rasetti. Nel colloquio infatti Fermi spiega a Majorana i risultati di un suo recente lavoro, nel quale studiava la distribuzione degli elettroni in un atomo pesante (molti elettroni), assimilando gli elettroni così numerosi a un gas che circonda il nucleo e utilizzando metodi statistici e la meccanica quantistica per “determinare alcune proprietà degli atomi” (oggi noto come modello di Thomas-Fermi). Fermi ci aveva messo svariato tempo per ricavare una tabella di risultati che mostra a Majorana di sfuggita. Ma il giorno dopo Majorana torna con un foglietto dove ha annotato i suoi calcoli svolti nella notte e chiede a Fermi di confrontarli con i suoi, e commenta: “la tabella di Fermi va bene, non ci sono errori”, ed esce tra la sorpresa e l’ammirazione dei presenti. Passato a Fisica, Majorana comincia una frequenza regolare dell’istituto di via Panisperna che continuerà fino al 1933 quando andrà a Lipsia con una borsa Cnr.

In via Panisperna sia la ricerca sia la didattica erano particolarmente innovative e ben si confacevano al giovane Majorana. Le lezioni di Fermi erano molto diverse da quelle della Scuola di Ingegneria: venivano introdotti molti argomenti relativi alla nuova fisica, insieme allo stimolo alla lettura di articoli recenti di Schroedinger, Heisenberg, Dirac le cui idee venivano spiegate per sommi capi, passando poi a ricostruirne gli sviluppi in modo personale. Come ricorda Amaldi: “dopo aver introdotto le idee generali di un articolo e i risultati, per es. di Heisenberg, esordiva con la frase “e ora cerchiamo di farlo in modo diverso” - Fermi non si preparava prima, ma procedeva per tentativi al momento, discutendo con gli allievi fino ad arrivare ai risultati. Insomma, faceva lezione facendo fisica e non semplicemente raccontandola. Un bel modo di impostare la didattica, che forse ha da dirci qualcosa anche oggi.

Nell’autunno del 1927, poco prima del passaggio di Majorana a Fisica, si trasferisce a Roma Giovanni Gentile jr. (Giovannino, figlio del noto filosofo e uomo politico) dopo la laurea a Pisa, e viene nominato assistente incaricato all’istituto di via Panisperna. Tra i due nasce una profonda amicizia che, come ricorda Amaldi, è legata sia all’affinità di interessi, che vanno dalla fisica alla filosofia, sia alle comuni radici siciliane. Non è un caso che il primo lavoro di Majorana, ancor prima della laurea, è scritto insieme a Giovannino Gentile e presentato ai Lincei nel luglio del 1928. Non è solo un’applicazione del modello di Thomas-Fermi ad alcuni casi particolari, ma un suo raffinamento anche alla luce degli sviluppi della meccanica quantistica ottenuti da Dirac nello stesso anno. Un ulteriore sviluppo del modello di Thomas-Fermi verrà comunicato da Majorana a dicembre del 1928 alla XXII adunanza generale della Società Italiana di Fisica e pubblicato nel 1929.

Il gruppo degli studenti dell’istituto di Fisica (Amaldi, Segré, ma anche Giovannino Gentile, che studente non era più) insieme a un gruppo di ex compagni rimasti a ingegneria (Luciano Majorana, Giovanni Enriques, Gastone Piqué), aveva preso l’abitudine tra maggio e giugno del 1928, nel peridodo di preparazione degli esami, di incontrarsi alla Casina delle Rose a Villa Borghese. Tra una bibita e un gelato parlavano di esami dati e in preparazione, di fisica, di letteratura, ma anche di varia cultura, di politica, e di “fatti del giorno”, come la seconda spedizione di Umberto Nobile al Polo Nord (marzo-maggio 1928) conclusasi tragicamente con vittime (tra le quali anche Aldo Pontremoli) e naufraghi (il cui salvataggio andò avanti per mesi). Questa abitudine venne mantenuta anche il maggio e il giugno dell’anno successivo, 1929, quando il sei luglio sia Majorana sia Amaldi si laureano.

La tesi di laurea di Majorana aveva come argomento la meccanica dei nuclei radioattivi, e sviluppava ed estendeva un modello proposto da Gamov nel 1928 che spiegava le emissioni di particelle alfa dal nucleo sulla base dell’effetto tunnel quantistico. Sono questi alcuni fondamentali passi verso l’applicazione della meccanica quantistica al nucleo, un problema cruciale che si era aperto con la scoperta della radioattività da parte di Becquerel nel 1896. Era ormai chiaro che raggi gamma (cioè radiazione elettromagnetica di alta energia), raggi beta (elettroni) e raggi alfa (nuclei di elio) provenivano dal nucleo. Molto si era chiarito nei trent’anni successivi, ma grandi enigmi erano ancora aperti: Majorana sarà uno dei protagonisti nell’avviare a soluzione molti di questi enigmi. (1/continua)

Giulio Peruzzi

Parte 2: L'ultima sigaretta di Majorana Parte 3: Il genio di Majorana non è scomparso

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