Lise Meitner e la fissione nucleare

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L’11 febbraio 1939 venne pubblicato sulla rivista Nature, “Disintegration of Uranium by Neutrons: a New Type of Nuclear Reaction”. L’articolo, sotto forma di lettera al direttore, era scritto da due fisici: Lise Meitner, dell’Istituto di fisica dell’Accademia delle scienze di Stoccolma, e il nipote Otto Frisch, dell’Istituto di fisica teorica dell’Università di Copenhagen.
Prendendo spunto dalla fissione del nucleo di uranio ottenuta da Otto Hahn e Fritz Strassman nel dicembre 1938, la Meitner e Frisch dimostrarono, come aveva già ipotizzato (ma non dimostrato) nel 1934 Ida Noddak, che bombardando un nucleo di un elemento pesante con un neutrone, il primo si scindeva liberando una quantità enorme di energia secondo la formula di Einstein E=mc2.

Lise Meitner nell’aprile del 1959 con alcuni studenti  (Sue Jones Swisher, Rosalie Hoyt and Danna Pearson McDonough) sui gradini dell’Istituto di chimica del   Bryn Mawr College (Courtesy of Bryn Mawr College)

La lettera generò scompiglio tra la comunità scientifica perché, fino ad allora si era sempre pensato che la divisione del nucleo fosse impossibile a causa delle enormi forze nucleari tra le particelle all’interno di esso. Viceversa, sin dall’esperimento di Fermi del 1934, si ipotizzava che il neutrone venisse assorbito dal nucleo di uranio generando i cosiddetti elementi transuranici aventi numero atomico (numero di protoni presenti nel nucleo) superiore a quello dell’uranio (92). La metafora descritta dalla Meitner al direttore di Nature era semplice: il nucleo si sarebbe disintegrato proprio come si divideva in due una goccia quando veniva lanciata con sufficiente energia contro una superficie.
Calcolando la massa degli atomi generati dalla fissione dell’uranio i due fisici dedussero che l’energia cinetica liberata fosse di circa 200 Mev, una quantità enorme. Non solo: la Meitner e Frisch ipotizzarono che durante il processo ci fosse un decadimento beta che avrebbe alimentato una reazione a catena. Fu Otto Firsch a coniare il termine di fissione, prendendo a prestito il termine dalle scienze biologiche paragonando la scissione del nucleo con quella cellulare.
L’articolo non passò inosservato: la comunità scientifica fu letteralmente travolta dall’impressionante potenziale energetico fatto dai due scienziati ebrei tedeschi, costretti ad emigrare dalla Germania nel 1938 a causa delle persecuzioni razziali. I più preoccupati per le possibili implicazioni che la fissione avrebbe potuto avere furono Albert Einstein e Leo Szilàrd che nell’agosto del 1939 scrissero la famosa lettera al presidente statunitense Roosevelt in cui lo si informava del pericolo che la Germania nazista potesse allestire una bomba nucleare. La missiva colpì talmente Roosevelt che negli anni seguenti diede avvio a ricerche e programmi che portarono al Progetto Manhattan e alla costruzione della prima bomba nucleare.
Paradossalmente l’ordigno non servì contro il Paese verso cui inizialmente era diretto, dato che la Germania non ebbe mai né la volontà politica né la capacità tecnica e teorica per finalizzare l’opera iniziata da Otto Hahn e Fritz Strassman. La prima bomba nucleare venne sperimentata il 16 luglio 1945, due mesi dopo la resa di Berlino. Sarebbe, invece, stata usata due volte sul Giappone.
A differenza del nipote Otto Frisch, Lise Meitner si rifiutò sempre di collaborare al programma nucleare, preferendo rimanere nella neutrale Svezia durante e dopo la guerra, dove guidò il laboratorio di fisica nucleare della Commissione Svedese per l’Energia Atomica. Fu sempre coerente al suo impegno antimilitarista, difendendo l’uso civile del nucleare anche quando, all’approssimarsi della sua morte avvenuta nel 1968, l’opinione pubblica cominciò a mostrare segni di contrarietà a questa forma di energia alternativa al fossile.
Nonostante il suo decisivo apporto alla scoperta della fissione nucleare e alle numerose nomine, il Comitato per il Nobel non concesse mai il premio alla Meitner, riconoscendolo solo a Otto Hahn. Un’ingiustizia rimproverata dallo stesso mondo scientifico. Da parte sua Lise Meitner espresse severe critiche verso Otto Hahn e verso quegli scienziati, come Werner Heisenberg, che decisero di rimanere nella Germania nazista collaborando con il regime di Hitler.
La scienziata ebrea, divenuta cittadina svedese nel 1949, morì in Inghilterra il 27 ottobre 1968. Sulla sua lapide, nel cimitero di Bramley, accanto a quella del fratello minore, Otto Frisch scrisse: “Lise Meitner, una fisica che non perse mai la sua umanità”.