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The Enrico Fermi Research Center - CREF promotes original and high-impact lines of research, based on physical methods, but with a strong interdisciplinary character and in relation to the main problems of the modern knowledge society.
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The CREF was born with a dual soul: a research centre and a historical museum. Its aim is to preserve and disseminate the memory of Enrico Fermi and to promote the dissemination and communication of scientific culture.
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Publications, news, press review. For interviews, filming, and press contacts, please write to comunicazione@cref.it
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In the footsteps of via Panisperna boys: between scientific research and civil commitment
The project focuses on the research conducted in Rome after Enrico Fermi’s departure for the United States in 1939. Using archival and other primary printed sources, we will provide an in-depth description of the research carried out in this new situation, highlighting the most notable characteristics of the general strategic direction chosen by Amaldi.
An integral part of the project will also be the study of the scientific paths followed by other physicists who, at various times, worked at the Via Panisperna Institute of Physics, such as Gian Carlo Wick, Franco Rasetti, Aldo Pontremoli, and Bruno Pontecorvo.
On the occasion of the hundredth anniversary of quantum mechanics (QM), this project will also delve into the role of the Italian Physical Society’s journal, “Il Nuovo Cimento,” as a publication channel for papers related to QM. We will also examine the role of certain Italian physicists, such as Antonio Garbasso and Antonino Lo Surdo, in promoting the adoption of QM as a research topic in Italian physics.
It is well-known that Enrico Fermi’s departure for the United States in 1939 was a severe blow to nuclear physics research in Rome. However, it also marked a moment of growth for his main collaborators, especially Edoardo Amaldi, who were suddenly entrusted with strategic responsibilities.
Furthermore, the Cockcroft-Walton accelerator, designed by Fermi before his departure, became operational in Rome, though only later at the Istituto Superiore di Sanità (Higher Institute of Health) (see the figure below). The group of physicists working in Rome therefore found themselves with a new piece of equipment of great scientific and technological importance.
The human element also underwent a profound renewal. With Fermi, Rasetti, and Segrè gone, the remaining physicists from the diaspora of Arcetri and Padua were brought in, particularly Daria Bocciarelli.
Giulio Cesare Trabacchi was also brought into fundamental research following the availability of the new accelerator. Of course, the undisputed leader became Edoardo Amaldi, who transformed from Fermi’s most dedicated collaborator to the head of the entire group, at least in the field of fundamental nuclear physics. In addition, new individuals came to the forefront.
The project has three main goals. The first two are closely connected, and the third is tied to a very important anniversary in the history of physics that will be celebrated in the first year of the project (2025).
The first goal is to reconstruct the state of physics research in Rome during the years of World War II, immediately following the departure of Enrico Fermi for the United States (see the figure below). We’ll focus particularly on nuclear physics. A second goal is to study the scientific and academic paths of some of the “lesser-known” figures from the Via Panisperna Institute of Physics. Lastly, the project aims to celebrate the centenary of quantum mechanics, with a special focus on the role of an Italian journal, “Il Nuovo Cimento” of the Italian Physical Society, and on the role of scientific academies of that era in the development and acceptance of quantum mechanics in Italy.
From a methodological point of view, the project will rely primarily on primary sources, both archival (such as manuscripts and correspondence) and printed (scientific articles).
For the first two goals, we’ll analyze the primary literature authored by the physicists active at the Rome Institute of Physics. Subsequently, we’ll analyze scientific correspondence, with a particular focus on figures like Edoardo Amaldi, Gian Carlo Wick, and Emilio Segrè.
For the third goal, we plan to catalog the main articles on quantum mechanics that appeared in the pages of Il Nuovo Cimento between 1910 and 1940, and we’ll analyze some of the particularly relevant contributions.
The project is expected to have an impact on two levels. First, it should provide a more accurate picture of a period in the history of Italian physics that has been scarcely studied, as well as of its often-overlooked protagonists. Second, by focusing on the internal history of physics, the project will help to highlight the cultural value of this discipline and its educational potential.
Motivazioni e caratteristiche delle ricerche a Roma sulla diffusione protone nucleone
Daremo una approfondita descrizione della ricerca svolta a Roma nella nuova situazione, concentrandoci in particolare, sulle motivazioni e lo svolgimento degli studi sulla diffusione protone nucleone. Esistono alcune notevoli caratteristiche nella direzione strategica generale scelta da Amaldi (figura a destra). Ad esempio, è di straordinario interesse l’uso di caratteristiche del nuovo fenomeno di fissione nucleare per lo sviluppo di innovativi metodi di indagine sullo scattering protone neutrone. I risultati preliminari di Amaldi e collaboratori puntavano verso una asimmetria nel baricentro dell’ampiezza di diffusione in completo disaccordo con quanto previsto, e poi effettivamente trovato. Il rapporto complessivo tra il gruppo di Roma e il resto del mondo mostra una evoluzione estremamente significativa. Si passa dal tentativo di convincere la comunità scientifica sulla effettiva realtà della asimmetria, ad una seconda fase, in cui l’asimmetria è definitivamente scartata ma si tratta di evitare la pubblicazione del corrispondente lavoro principale sulla Physical Review. Studieremo anche in dettaglio il ruolo di Gian Carlo Wick (seconda figura in alto a destra) su queste questioni e i suoi rapporti con Heisenberg anche su tematiche che riguardano il progetto nucleare tedesco.
Traiettorie scientifiche e accademiche di alcuni dei personaggi “minori” di Via Panisperna
Inoltre, intendiamo continuare l’investigazione delle traiettorie scientifiche e accademiche di alcuni dei personaggi “minori” di Via Panisperna.
Un case-study è costituito da Wick, di cui ora è possibile ricostruire le modalità di inserimento nello staff di Via Panisperna nel 1931, in apparenza “contro” Ettore Majorana, e le sofferte modalità di chiamata a Palermo dopo il concorso nazionale vinto nel 1937. L’archivio Segrè di Berkeley fornisce molte informazioni sull’azione di Segrè, nel rendere valida la chiamata a Palermo di Wick, e l‘azione di Fermi nel rendere possibile la chiamata alternativa a Padova. La situazione era ingarbugliata a causa del possibile interesse di Majorana, allora in servizio a Napoli, a essere chiamato a Palermo.
Un altro case-study, basato sui nuovi documenti dei servizi segreti inglesi, che intendiamo analizzare, riguarda la mancata partecipazione di Franco Rasetti al progetto militare Tube Alloys organizzato dagli Inglesi in Canada in parallelo e in collaborazione col Progetto Manhattan.
È anche prevista la prosecuzione delle ricerche su Aldo Pontremoli con riferimento al suo coinvolgimento nella spedizione polare del dirigibile “Italia” e alla sua attività scientifica presso l’Istituto di Fisica di Roma.
Un altro tema di ricerca è l’attività scientifica e anche politica svolta da Bruno Pontecorvo a Parigi dal 1935, quando, con una borsa di studio, si trasferì da via Panisperna, a Parigi, fino al 1938, quando emigrò negli Stati Uniti. Questa ricerca, allargata anche all’attività svolta dalla moglie, Marianne Nordblom (recentemente sono stati aperti alla consultazione gli archivi al Churchill College che la riguardano), dovrebbe aiutare a far luce sulla decisione presa alcuni anni più tardi da Pontecorvo di trasferirsi definitivamente in Unione Sovietica.
Sviluppo della Meccanica quantistica in Italia: 1900-1940.
In vista del Centenario della nascita della meccanica quantistica (anno 2025), si intendono selezionare, catalogare e studiare gli articoli apparsi sulle pagine dell’organo della Società Italiana di Fisica “Il Nuovo Cimento riguardanti la meccanica quantistica a partire dai lavori di Planck (1900) fino allo scoppio della Seconda Guerrra Mondiale (1940). Si analizzeranno anche i contributi dati dalle varie Accademie italiane alla diffusione di questa nuova Meccanica, attraverso anche l’istituzione di premi e borse di studio.
Sono inoltre previsti due approfondimenti tematici. Il primo di essi riguarda il contributo di fisici italiani quali Antonio Garbasso e Antonino Lo Surdo alla vecchia meccanica quantistica (1913), attraverso la scoperta del cosiddetto “effetto Stark – Lo Surdo” e la sua interpretazione teorica alla luce della teoria di Bohr. Il secondo approfondimento è legato alle prime formulazioni della legge del corpo nero e cioè alla cosiddetta legge di Rayleigh-Jeans. Sebbene questa legge venga universalmente citata come un esempio del fallimento delle teorie classiche, essa non è mai stata scritta né da Rayleigh, né da Jeans, ma rappresenta una ricostruzione a posteriori, fatta per giustificare il successo della legge di Planck e l’affermarsi del “quanto di energia”.
- Dipartimento di Fisica, Università di Genova
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma
- Dipartimento di Filosofia e Scienze dell’educazione, Università di Torino
- Dipartimento di Informatica, Università di Verona
- Deputazione di Storia Patria per le Province Parmensiù
- Nadia Robotti (Dipartimento di Fisica, Università di Genova)
- Francesco Guerra (Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)
- Matteo Leone (Dipartimento di Filosofia e Scienze dell’educazione, Università di Torino)
- Francesca Monti (Dipartimento di Informatica, Università di Verona)
- Emanuela Colombi (Deputazione di Storia Patria per le Province Parmensi)
- F. Guerra, N. Robotti, “The evolution of nuclear physics: from the discovery of radioactivity to fission and beyond”, capitolo del volume Cambridge History of the Nuclear Age, opera collettiva, in pubblicazione.(Cambridge University Press), 2023
- F.Guerra, N.Robotti, “Tecniche sperimentali all’Istituto di Fisica dell’Università di Pisa al tempo della laurea di Enrico Fermi”, Quaderni di Storia della Fisica, 28, 39-60 (2022)
- N. Robotti, “The discovery of the electron: J-J-Thomson 1897”, Il Nuovo Saggiatore, 38 (2022), 9-24
- N. Robotti, “With a source so small to fit in one hand: Fermi and the discovery of neutron-induced radioactivity”, in Società italiana degli storici della fisica e dell’astronomia: Atti del XLI Convegno annuale (Arezzo, 6-9 settembre 2021), Pisa University Press, Pisa 2022, p. 174
- M. Leone, “History of physics for physics education: challenges, opportunities and research directions”, in Società italiana degli storici della fisica e dell’astronomia: Atti del XLI Convegno annuale (Arezzo, 6-9 settembre 2021), Pisa University Press, Pisa 2022, pp. 253-262