SCIENZA A SCUOLA

Esperienze scolastiche


Ettore Majorana nacque a Catania il 5 agosto 1906 e scomparve misteriosamente il 25 marzo 1938, durante una traversata in nave, da Palermo a Napoli.

É considerato uno dei più grandi fisici teorici del '900, capace delle più astratte concezioni che hanno caratterizzato lo sviluppo della fisica nel secolo. Pure, di carattere schivo ed esigente - con sé e con gli altri - ha pubblicato un numero esiguo di lavori scientifici, 10, quasi tutti memorabili.

Studente di ingegneria a Roma, decise di passare a fisica nel 1928, nella scia della campagna di reclutamento di giovani dotati che conduceva nello svolgimento dei suoi corsi e che avrebbe portato alla costituzione della cosiddetta "Scuola di Roma" (Enrico Fermi, , , , oltre a Majorana stesso).

Ancora studente, nel 1928 scrisse con Giovanni Gentile jr. il suo primo lavoro scientifico, che uscì sui Rendiconti dell'Accademia dei Lincei e trattava dell'effetto dell'accoppiamento spin-orbita sui termini spettroscopici Röntgen. Difficile rendere l'idea di come un semplice studente avesse potuto impadronirsi di una teoria come quella appena pubblicata da Dirac, in quello stesso anno 1928 (la teoria relativistica dell'elettrone) sino a impiegarla per un calcolo inteso a ottenerne risultati concreti all'avanguardia della fisica teorica del tempo.

Pure, Majorana apparve sin dalle sue prime prove una delle menti più lucide della nascente fisica teorica, tanto da impressionare lo stesso Fermi; e la sua peculiare disposizione era per quelle concezioni che, pur riguardando fatti fisici assai concreti, richiedevano strumenti matematici di grande astrazione, che egli padroneggiava con facilità.

Il secondo lavoro uscirà nel 1931: Majorana sembrava restìo a pubblicare le sue idee, i suoi calcoli: si trovano, nei suoi quaderni, molte più cose di quante poi non ne pubblicasse, quasi che gli appunti, redatti come formularii, gli fossero più congeniali, comunque sufficienti. Il secondo lavoro riguarda la possibilità della formazione dello ione molecolare di elio.

E' in questo lavoro che Majorana sembra quasi esercitarsi su quei problemi di legame tra particelle identiche che implicano l'esistenza di "forze di scambio", quelle forze che, nella forma che porta il suo nome - forze di Majorana - saranno poi utilizzate per calcolare i legami nucleari, in concorrenza (vincente) con altre proposte di e di Wigner.

Nel 1932 pubblica su Nuovo Cimento un articolo su Atomi orientati in campo magnetico variabile che aprirà la strada ad un filone di ricerca, poi battuto da Isidor Rabi e Felix Bloch.

Viene poi una Teoria relativistica di particelle con momento intrinseco arbitrario, che uscirà sul Nuovo Cimento sempre nel 1932. E' un lavoro di estrema originalità, di difficilissima comprensione all'epoca: dopo la teoria di Dirac dell'elettrone, la grande maggioranza dei fisici teorici era convinta che non fosse possibile scrivere equazioni del moto quantistiche relativisticamente soddisfacenti altro che per particelle di spin zero o un mezzo (in unità h ). Majorana trova una matematica assolutamente originale, che sarà apprezzata dal grande matematico Bartel L. van der Waerden a cui la illustrerà a Lipsia nel 1933 (come scriverà con rara soddisfazione al padre) e sarà riscoperta da Eugene Wigner.

Ma nello stesso anno, facendo tesoro di ciò che già aveva capito occupandosi di fisica molecolare, Majorana sta pensando al problema della struttura dei nuclei. Non appena James Chadwick scoprì il neutrone, Majorana fu pronto a formulare una teoria basata su forze di scambio tali da rendere particolarmente stabile il nucleo di elio, la cosiddetta particella alfa.

Sempre in quegli anni 1932-33, particolarmente vivaci, Majorana riesamina la teoria di Dirac e ne dà una formulazione originale basata su quella che si chiamerà la "rappresentazione di Majorana" delle matrici di Dirac. In questa rappresentazione, accade che una particella di spin 1/2 h priva di carica elettrica non è distinta dalla sua antiparticella. Majorana terrà per sé questo lavoro fino al 1937, quando si deciderà a pubblicarlo per il concorso a cattedra. Nel frattempo, verrà ipotizzato che le interazioni deboli sono accompagnate dalla creazione di una particella neutra, il neutrino, che darà giusta fama a Wolfgang Pauli e a Enrico Fermi; il loro neutrino è appunto una particella neutra di spin 1/2h: è un neutrino di Dirac o di Majorana?

Di quest'uomo, che Fermi riteneva un grande in assoluto, alla pari di Galilei o Newton, non si sa in verità molto. Le sue vicende umane hanno finito con il soverchiare la sua storia scientifica; egli stesso non sembrava propenso a mettere in gioco le sue idee in quel terreno di confronto su cui tutti gli uomini di scienza si espongono quando vogliono essere riconosciuti come particolarmente competenti e creativi nel loro settore disciplinare. Purtroppo, quel tratto del carattere che rende pubblica la capacità intellettuale dei personaggi significativi della storia della cultura, la "voglia di comunicare le proprie idee", a Ettore Majorana sembra mancasse del tutto. Ciò che di lui si sa è quel poco che resta e che non ha celato o distrutto. Ma che fosse un fisico eccezionale è fuor di dubbio.

di Carlo Bernardini

Tessera universitaria di Majorana (1923)
 
Majorana studente
 
Majorana con il padre e le sorelle