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324 LUISA BONOLIS

Tuttavia, matematici importanti dell'epoca, come Tullio Levi-Civita, un assoluto esperto
in Italia nel campo della relatività e in qualche misura anche Vito Volterra, si accorgono
della sua brillante competenza ed entrano in contatto con lui. I soggiorni all'estero co-
stituiscono quindi un'occasione preziosa per misurarsi con figure a livello internazionale.
Tornato a Roma, Fermi scrive una breve memoria dal titolo Sulla probabilità degli stati
quantici, che può essere considerata il suo primo contributo importante alla meccanica
quantistica.

1924

In questo periodo Fermi pubblica una teoria semiclassica della radiazione di frena-
mento (Uber die Theorie des Stosses zwischen Atomen und elektrisch geladenen Teilchen
[Sulla teoria degli urti tra atomi e particelle cariche]) che ha qualche successo qualitativo,
anche se bisognerà aspettare molti anni per vederne il perfezionamento ad opera di von
Weizsacker e Williams (da cui il metodo prenderà il nome). Il metodo, nella versione di
Fermi, viene criticato da Bohr che sottolinea le discrepanze con i risultati sperimentali
relativi alla distribuzione degli elettroni emessi negli urti.
Il lavoro Sopra la teoria di Stern della costante assoluta dell 'entropia di un gas perfet-
to monoatomico, pubblicato l'anno precedente, presenta un certo interesse storico perché
è la prima indicazione delle riflessioni di Fermi su questi argomenti, in particolare sulla
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suddivisione dello spazio delle fasi in celle di volume h . Ma è soltanto con il lavoro Con-
siderazioni sulla quantizzazione dei sistemi che contengono degli elementi identici che
Fermi arriva a porsi il problema della ricerca di un "principio mancante" per spiegare
il comportamento di particelle identiche che obbediscono alle condizioni della meccanica
quantistica di Bohr-Sommerfeld e in particolare per spiegare l'annullarsi dell'entropia
allo zero assoluto. Per avere un'idea del modo di ragionare di Fermi con particelle iden-
tiche nell'ambito della quantizzazione semiclassica, si può pensare al modello dell'atomo
di elio in cui i due elettroni sono in opposizione agli estremi del diametro di un'orbita
circolare e ruotano con uguale velocità; se le particelle fossero distingui bili il periodo
del sistema corrisponderebbe a una rotazione completa di entrambi gli elettroni, mentre
dopo mezzo periodo il sistema ritorna esattamente nello stesso stato grazie all'identità
dei due elettroni. Perciò nel calcolo dell'azione quantizzata secondo Bohr e Sommerfeld
la periodicità che conta è quella dello stato e non quella del sistema. Almeno due anni
prima di scrivere il suo famoso lavoro sulla statistica del gas ideale Fermi anticipa senza
saperlo il principio di Pauli, anche se per molecole generiche, quando, nel sommario con-
clusivo alle Considerazioni sulla quantizzazione dei sistemi che contengono degli elementi
identici scrive: "[L'insuccesso delle regole di Sommerfeld per il calcolo del valore assolu-
to dell'entropia di un gas è evitato quantizzando il moto di molecole identiche] solo nel
caso che in ogni cella sia contenuta una sola molecola, mentre se il gas è una miscela di
due specie di molecole e lo si quantizza racchiudendo le molecole in celle, per modo che
in ciascuna cella siano contenute due molecole, però di specie diversa, si ottiene ancora
il risultato esatto". Non appena il "principio di esclusione" verrà enunciato da Pauli
(gennaio 1925) egli ne comprenderà immediatamente le ragioni profonde che giustificano