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CRONOLOGIA DELL'OPERA SCIENTIFICA DI ENRICO FERMI 371

Hydrogen [Sezione d'urto totale di pioni positivi in idrogeno]) riserva una sorpresa an-
cora maggiore. La sezione d'urto per pioni positivi oltrepassa di gran lunga il massimo
trovato per quelli negativi. Inizialmente questo risultato appare particolarmente strano,
ma dopo aver letto il preprint di un articolo in cui Briickner mette in evidenza l'im-
portanza dello "spiri isotopico" (isospin), come viene allora chiamato, nelle interazioni
pione-nucleone, Fermi riesce immediatamente a collegare i risultati con questo elemento
essenziale. L'isospin è il numero quantico interno il cui valore permette, per esempio,
di considerare il protone e il neutrone come due stati della stessa particella, il nucleone.
Fermi congettura che la reazione sia dominata dallo stato di isospin 3/2. Nel qual caso si
arriva rapidamente, così come Fermi stesso fa, alla conclusione che i rapporti fra le sezioni
d'urto devono essere 9 : 2 : 1 per lo scattering elastico del pione positivo, lo scambio di
carica nello scattering e i processi elastici del pione negativo. Pochi mesi dopo, nel corso
di un incontro a New York della American Physical Society, fa un annuncio importante
che riguarda l'interazione pione-mesone per il quale ha una serie di risultati e ha trovato
una spiegazione che implica un principio importante. Nell'interazione forte tra pione e
nucleone si conserva lo spin isotopico. Così una vecchia idea, fino ad allora piuttosto
trascurata, assume una nuova importanza. Intanto, è comparsa la prima "risonanza", il
primo stato eccitato del nucleone, quello che sarà poi chiamato N* e che farà pensare
che i nucleoni abbiano una struttura. Questi esperimenti vengono seguiti con grande
interesse dalla comunità dei fisici teorici dell'epoca perché da essi sembra poter venire
la chiave per capire le forze nucleari. Si era ragionato molto sulla natura dell'intera-
zione pione-protone; gli esperimenti avrebbero potuto mostrare quale delle molte teorie
possibili avrebbe potuto avvicinarsi meglio alla verità. Il problema aveva catturato l'at-
tenzione del brillante giovane teorico americano Richard Feynman, che Fermi conosceva
bene dai tempi di Los Alamos. Feynman scrive a Fermi una lettera che contiene alcune
predizioni basate su differenti teorie per i mesoni e per le sezioni d'urto pione-nucleone.
La risposta di Fermi mostra il suo modo di analizzare i risultati sperimentali e sottolinea
l'importanza dell'evidenza sperimentale della conservazione dello spin isotopico. Questi
esperimenti sono alla ribalta della fisica nucleare del momento e alla terza Conferenza
Rochester sulla fisica nucleare delle alte energie l'uditorio è ansioso di ascoltare la rela-
zione di Fermi. Questi lavori di Fermi hanno dato inizio a un nuovo capitolo della fisica
teorica e sperimentale. È impossibile avere un'idea globale di tutta la mole della sua
attività teorica in base agli articoli pubblicati. Fermi seleziona rigidamente i suoi lavori,
pubblicandone solo una parte molto esigua, ma i risultati non pubblicati vengono da lui
trascritti in forma riassuntiva e conservati in numerosissimi quaderni che costituiscono
quella che lui stesso chiama la sua "memoria artificiale" .
Il lavoro sperimentale sulle interazioni fra pioni e nucleoni riaccende l'interesse di Fer-
mi per i computer, che cominciano a entrare in funzione proprio in questi anni. Fermi,
con il suo spiccatissimo senso pratico e la sua intuizione, riconosce immediatamente le
potenzialità dei computer per lo studio di problemi nell'ambito delle discipline fisiche,
astrofisiche e della fisica classica. Nicholas Metropolis, un fisico americano di origine
greca, ricorda le sue prime discussioni con Fermi nella sala computer a Los Alamos, dove
Fermi passa l'estate del 1945: "Iniziammo a discutere le caratteristiche di alcuni cal-