Roberto Casalbuoni (Università di Firenze)
In questo intervento si parlerà degli studi giovanili di Fermi che lo portarono alla Scuola Normale di Pisa con una conoscenza completa della fisica classica. Questo permise al giovane Enrico di non preoccuparsi troppo degli esami universitari, ma di dedicarsi invece allo studio di argomenti di maggior attualità, di cui non molti fisici italiani si occupavano: quali la meccanica quantistica e la meccanica statistica. Inoltre, secondo Nello Carrara, suo compagno di studi, si interessava al problema della costante assoluta dell’entropia.
All’inizio del 900 lo stato della fisica italiana non era dei più brillanti. Per fortuna, Corbino a Roma e Garbasso a Firenze, si impegnarono per risollevarne le sorti. Quando Fermi, al termine dei suoi studi, rientrò a Roma si presentò a Corbino, questi si rese subito conto delle enormi potenzialità del ragazzo. Per iniziare gli procurò una borsa di studio a Gottinga. Questa esperienza non fu felicissima, ma fu comunque utile perché venne a conoscenza delle difficoltà di Born nella quantizzazione alla Sommerfeld dell’atomo di elio che contiene due elettroni identici. Di rientro a Roma, il giovane fisico ottenne un incarico universitario e proprio in quel periodo scrisse una lavoro sulla quantizzazione di un gas perfetto, mostrando le ambiguità del metodo di quantizzazione di Sommerfeld nel caso di particelle identiche. Calcolò poi l’entropia di un gas perfetto di N particelle in una scatola. Prima divise la scatola in N scatole e mise una particella per scatola. In questo modo riprodusse la formula di Sackur e Tetrode, che era stata dimostrata in modo non rigoroso da questi autori, ma che si accordava con i risultati sperimentali per un gas di vapori di mercurio. Fermi faceva vedere che in qualunque altra distribuzione delle particelle nella scatola, non si ritrovava questa formula. Ma naturalmente non vi era nessun motivo fisico per cui la distribuzione dovesse essere quella di una particella per scatola!
Negli anni accademici 24-25 e 25-26 il fisico romano ottenne un incarico a Firenze. A quell’epoca Garbasso aveva già reclutato alcuni giovani brillanti quali Rita Brunetti, che fu la prima donna a vincere una cattedra di Fisica in Italia e la prima a dirigere un Istituto di Fisica a Pavia. C’era poi Antonino Lo Surdo, che aveva scoperto, indipendentemente da Stark, l’effetto di un campo magnetico sugli spettri atomici. C’erano poi Vasco Ronchi, futuro direttore dell’istituto Nazionale di Ottica e Franco Rasetti, amico e compagno di studi di Fermi all’ Università di Pisa.
Nel periodo fiorentino Fermi collaborò con Rasetti in ricerche sperimentali, ma nel 1925 uscì il lavoro di Pauli sul Principio di Esclusione che era enunciato per elettroni all’interno di un atomo, quindi per particelle in interazione. Alla fine di quell’anno, Enrico ebbe la geniale intuizione che tale principio non fosse una conseguenza delle interazioni atomiche, ma piuttosto una proprietà intrinseca degli elettroni. Quindi fosse applicabile anche ad elettroni liberi. In questo modo il calcolo precedente aveva una giustificazione. Fermi all’inizio del 1926 pubblicò il suo famoso lavoro sulla quantizzazione di un gas perfetto monoatomico. Quello stesso anno vinse il primo concorso a cattedra di Fisica Teorica in Italia e rientrò a Roma.
Nel 1927 anche Rasetti si trasferì a Roma e Garbasso chiamò a Firenze il giovane Bruno Rossi e nel 1928 Gilberto Bernardini. I quali con alcuni giovani laureati fiorentini (Occhialini, Bocciarelli, Emo Capodilista, Racah) costituirono un gruppo dedicato allo studio dei raggi cosmici. Presto raggiunsero importanti risultati, anche grazie all’idea di Rossi di un circuito di coincidenza che permetteva di misurare la direzione di provenienza dei raggi e la produzione di particelle secondarie. In particolare il gruppo dimostrò l’esistenza di una componente carica dei raggi cosmici ed ottenne importanti informazioni sulla produzione degli sciami.
Questo periodo d’oro della fisica Fiorentina terminò verso la fine degli anni ’30, per vari motivi. Nel 32 Rossi vinse il concorso a cattedra e si trasferì a Padova. Nel 33 morì Garbasso, nel 37 Bernardini si trasferì a Camerino e Occhialini in Brasile per le sue idee contro il regime fascista. La Bocciarelli andò a Roma nel 28 e Emo Capodilista lasciò la fisica.
Finiva così quel periodo della fisica Fiorentina, che nelle parole di Bruno Rossi, era stato caratterizzato dallo “spirito di Arcetri".