Giuseppe “Beppo” Occhialini

Figlio di Raffaele Augusto (1878 – 1951), fisico che operò alle università di Pisa e Firenze, poi professore all’Università di Sassari, noto per studi nel campo dell’ottica, dei rapporti tra fisica e industria, come editore della “Rivista di Ottica e meccanica di precisione” e come autore di famosi trattati di radioattività e di elettrotecnica.

Si laureò all’Università di Firenze nel 1929 con una tesi sui raggi cosmici, ispirata dal padre, che conosceva le ricerche di Millikan, e seguita da Bruno Rossi, di due anni più anziano.

Dal 1930 al ’37 fu assistente al Laboratorio di Arcetri, diretto da Antonio Garbasso, insieme a Bruno Rossi, Gilberto Bernardini e Giulio Racah, dove nacque la fisica dei raggi cosmici italiana e fu sviluppato il rivelatore a circuito di coincidenza.

Dal 1931 al 1934 si recò a Cambridge al Cavendish Laboratory, con una borsa di studio, per lavorare con Patrick Blackett, allora all’avanguardia nel campo dell’uso della camera a nebbia. Insieme svilupparono una camera a nebbia con un contatore controllato da un circuito di coincidenza che scattava se attraversato da raggi cosmici.

Con questo scoprirono le coppie elettrone-positrone, pressoché contemporaneamente a Carl David Anderson al Caltech, e ne pubblicarono la prima fotografia. Nel 1936 ad Anderson fu assegnato il Nobel per la scoperta del positrone.

Seguirono altri studi sugli sciami elettromagnetici e la scoperta di coppie prodotte da raggi gamma, insieme a Blackett e James Chadwick (premio Nobel del 1935 per la scoperta del neutrone).

Nel 1948 Patrick Blackett ebbe il Nobel per lo sviluppo della camera di Wilson e per le scoperte fatte con essa nel campo della fisica nucleare e dei raggi cosmici.

Ritornò a Firenze nel 1934, ma, sempre più insofferente alla politica del fascismo, nel 1937 accettò un invito di Gleb Wataghin a San Paulo, in Brasile, dove era nato un gruppo di ricerca sui raggi cosmici. In Brasile incontrò Giulio Cesare Lattes, che diventerà il suo più brillante studente.

Quando il Brasile entrò in guerra, nell’agosto 1942, in quanto straniero e nemico dovette lasciare il posto e si rifugiò sui monti Itatiaya, vivendo in un rifugio e lavorando come guida alpina, era infatti un esperto alpinista e scrisse anche una guida alpinistica di quella catena. Dopo l’armistizio italiano dell’8 settembre 1943 fu ospite di C. Chagas, un biofisico, a Rio.

Desiderando dare un contributo al successo della guerra contro i nazifascisti riuscì ad entrare in Inghilterra nel 1944 con l’aiuto dell’amico Blackett, ma gli fu negata la partecipazione a ricerche militari e, dopo un duro periodo nel quale lavò i piatti in un campo militare, fu assegnato a Bristol, per lavorare col pacifista Cecil Frank Powell ad un progetto di spettroscopia neutronica.

Qui notò le limitate possibilità delle lastre fotografiche usate e suggerì di produrre lastre con un più alto contenuto di bromuro di argento, che furono fabbricate dalla Ilford.

Chiamò a Bristol il suo allievo Lattes e insieme decisero di usare le nuove lastre per lo studio dei raggi cosmici, esponendole al Pic du Midi nel 1947.

In questi esperimenti, in collaborazione con Powell e il suo giovane allievo Hans Muirhead, notarono il primo evento con una particella di massa 139 MeV che decadeva in una di massa 106 MeV e un’altra neutra di massa nulla.

Appena prima il gruppo di Roma (Conversi, Pancini e Piccioni) aveva stabilito che la particella negativa scoperta nei raggi cosmici da C.D. Anderson e chiamata “mesotrone” non poteva essere il mesone predetto da Yukawa come responsabile delle interazioni forti.

Fu chiaro che la particella che decadeva doveva essere il mesone di Yukawa (poi chiamato pione) e il prodotto del decadimento il “mesotrone” (poi chiamato muone).

I decadimenti pione-muone furono poi confermati da esperimenti di Lattes ai 6000 m di Chacaltava, sulle Ande con le lastre a emulsioni spesse. Per queste lastre un procedimento di sviluppo uniforme fu ideato da Occhialini in collaborazione con la futura moglie Constance Dilworth (“Connie”) e Ron Paine.

Con l’aumentata sensibilità il gruppo di Bristol rivelò direttamente il decadimento del muone in un elettrone.

Queste ed altre ricerche furono raccolte da Powell e Occhialini (nell’ordine) nel libro Nuclear Physics in Photographs e nel 1950 a Powell venne assegnato il Premio Nobel per lo sviluppo del metodo fotografico per lo studio di processi nucleari e le scoperte di mesoni con tali metodi.

Nel 1948 Occhialini si trasferì all’Università libera di Bruxelles, nel 1950 a Genova e finalmente nel 1952 come professore di Fisica Superiore all’Università di Milano, dove rimarrà fino al ritiro dall’attività accademica.

Nell’ambito della collaborazione Genova-Milano il suo gruppo scoprì l’iperone Σ +.

Il ritorno di Occhialini a Milano ebbe un enorme impatto sulla rinascita della fisica italiana, anche perchè la tecnica delle emulsioni nello studio delle reazioni subnucleari era poco costosa e quindi ad essa si rivolsero molti gruppi e laboratori sorti nell’ambito del neonato INFN, che formarono un’intera generazione di fisici delle particelle.

All’istituto di fisica di Milano organizzò un gruppo di ricerca, con collaborazioni internazionali (G-Stack collaboration e K-collaboration…), nel campo della fisica dei raggi cosmici e delle particelle elementari.

Quando la tecnica delle emulsioni divenne obsoleta, Occhialini si rivolse alla fisica spaziale e si recò per un anno, nel 1960, dal suo mentore Bruno Rossi al MIT di Boston come professore ospite. Al ritorno creò il “Gruppo Spazio”, così detto perché conduceva le osservazioni con palloni stratosferici prima, poi con razzi e infine con satelliti artificiali. È anche attraverso queste attività che l’Italia e Milano hanno acquistato posizioni di eccellenza nel campo dell’Astrofisica delle Alte Energie e più in particolare dell’Astronomia a Raggi X e Gamma.

Più tardi svolse un ruolo importante, insieme con Edoardo Amaldi, nello sviluppo dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), e dell’ESRO (European Space Research Organization) che divenne poi European Space Agency (ESA).

Sviluppò per essa il progetto COS-B che fornì una mappa del cielo nella zona della radiazione gamma.

Alla fine degli anni ’60 il Gruppo Spazio diventò l’Istituto di Fisica Cosmica e Tecnologie Relative del CNR, e Occhialini ne fu il Direttore, prima presso l’Istituto di fisica (ma spesso molte attività si svolgevano a casa sua!), poi presso la sede di Lambrate fino al suo pensionamento. Nel 2002 con la riforma del CNR l’Istituto diventò IASF-Milano e successivamente fu incorporato nell’INAF nel 2005.

Come visto, Occhialini collaborò a due ricerche che furono premiate con il Nobel, senza ottenerlo mai, tanto che Bruno Pontecorvo, in un simposio organizzato in suo onore nel 1972, scherzò su questo strano destino: “Io alzo il boccale con l’augurio che possiate collaborare con Occhialini in qualche esperienza, è un modo praticamente sicuro per voi di vincere il Premio Nobel”.

Probabilmente contro di lui giocarono il difficile periodo della guerra fredda, negli anni ’50, e le sue dichiarate simpatie comuniste, inoltre al momento delle ricerche sulle coppie e+e– aveva solo 25 anni. D’altra parte Blackett riconobbe ampiamente il suo decisivo contributo e nella conferenza in occasione del ritiro del Nobel, iniziò ben cinque paragrafi con “Occhialini and I …”. Scrisse anche all’amico “… sarebbe stato giusto tu fossi al mio fianco a Stoccolma”.

Mentre in occasione del Nobel per il mesone π, Powell tenne un diverso atteggiamento, e nel suo discorso intitolato “The Cosmic Rays” non menzionò mai Occhialini, se non in una nota a piè di pagina dove veniva citato un loro lavoro.

Il diverso atteggiamento era d’altra parte ricambiato da Occhialini che considerava Blackett con grande ammirazione mentre Powell veniva ricordato solo per le sue capacità di conferenziere (“il principe della parola parlata”). Capacità che invece mancavano a lui.

Occhialini ottenne tuttavia il prestigioso riconoscimento del Premio Wolf nel 1979, “per i suoi contributi alle scoperte della produzione di coppie e del pione carico”. Fu eletto alla Royal Society, all’Accademia dei Lincei e numerose altre. Nel 1993 fu eletto membro onorario della European Physical Society.

Morì il 30 dicembre 1993, poco dopo Bruno Rossi e Bruno Pontecorvo, tre dei più grandi fisici italiani di quella generazione.

Era un fisico sperimentale nato, esperto negli aspetti tecnici, con una energia inesauribile, e una personalità magnetica capace di trasferire il suo entusiasmo ai suoi collaboratori.

La sua grande intuizione in fisica, anche senza scrivere formule, la sua rigorosa interpretazione dell’evidenza sperimentale, il riconoscimento dei meriti e dei contributi altrui, ne hanno fatto un modello per i suoi numerosi allievi.

Era un materialista-dialettico, e amava esprimersi per parabole o metafore così che le sue spiegazioni, spesso apparentemente distanti dall’argomento in questione, non erano di immediata comprensione per chi non lo conoscesse.

Amava l’arte, la letteratura e la poesia e Cesare Lattes lo ricorda come: A quick but gentle man, of great moral and physical courage. A loyal and precious friend, an understanding soul. An ever young romantic with his feet on the ground.

Inizialmente usava un solo nome, Giuseppe, ma quando si trasferì in Inghilterra iniziò ad usare, all’inglese, le iniziali G.P.S. che lui spiegava come Giuseppe, Peppino e Sommerfeld (uno pseudonimo che aveva usato da studente per partecipare a gare di corsa), mentre la Biographical Encyclopedia of Scientists lo cita come Giuseppe Paolo Stanislao, da tutti però conosciuto come “Beppo”.

In suo onore il satellite italo-olandese per la astronomia a raggi X , lanciato nel 1996 e che ha cessato di operare nel 2005, fu chiamato Beppo-SAX.

Anche grazie ai risultati di questo satellite Riccardo Giacconi, uno dei suoi allievi di Milano, ebbe il Nobel nel 2002.
( http://bepposax.gsfc.nasa.gov/bepposax/italver.html)

Nel marzo 2006 gli è stata intitolata la Fondazione “Giuseppe (Beppo) Occhialini” nella sua città natale, Fossombrone, con l’obiettivo di frenare il drammatico declino delle vocazioni scientifico-tecnologiche nel nostro paese.

A lui è stato intitolato il Dipartimento di Fisica dell’Università di Milano-Bicocca.

I fisici delle due Università Statali di Milano e di Milano-Bicocca, molti dei quali allievi di Occhialini, hanno deciso di celebrarne la ricorrenza del centenario della nascita con la pubblicazione di un Volume di scritti The Scientific Legacy of Beppo Occhialini, edito congiuntamente dalla Società Italiana di Fisica e dalla Springer Verlag, e con il Convegno Internazionale Highlights In Today Physics – One Hundred Years After The Birth Of Beppo Occhialini, che si è tenuto a Milano il 16 febbraio 2007.