Addio a Jack Steinberger, il fisico Premio Nobel che svelò i segreti della materia

Il mondo della fisica piange lo scienziato statunitense di origine tedesca Jack Steinberger, morto a Ginevra all’età di 99 anni. La notizia della scomparsa, avvenuta lo scorso 12 dicembre, è stata riportata dalla stampa tedesca della Baviera. Steinberger è stato Premio Nobel per la Fisica nel 1988, insieme a Leon Max Lederman e Melvin Schwartz, con i quali dimostrò sperimentalmente nel 1961 l’esistenza del neutrino associato al muone.

Nato a Bad Kissingen, in Baviera (Germania), il 25 maggio 1921 come Hans Jakob Steinberger da una famiglia ebraica, a causa delle leggi naziste contro l’accesso degli ebrei all’educazione superiore nelle scuole pubbliche, nel 1934 fu mandato dal padre a studiare a New York. Si laureò in fisica all’Università di Chicago dove tra i suoi professori ebbe Enrico Fermi ed Edward Teller, e come colleghi Chen Ning Yang e Tsung-Daoo Lee. Durante il dottorato Steinberger studiò i muoni, particelle subatomiche presenti nei raggi cosmici, riuscendo tra l’altro a dimostrare che il muone decade in un elettrone e due neutrini. Steinberger è stato ricercatore e docente all’Università di Berkeley (1949-50) e alla Columbia University di New York (fino al 1971); dal 1968 al 1986 ha svolto attività di ricerca presso il Cern di Ginevra. Nel 1986 divenne professore della Scuola Normale superiore di Pisa. Dal 1997 era socio straniero dell’Accademia Nazionale dei Lincei.

È autore d’importanti ricerche sperimentali in fisica delle particelle elementari, in particolare dei pioni, degli iperoni e dei mesoni vettoriali, e in fisica dei neutrini. Scoprì che il muone decade in un elettrone e in due neutrini, di cui uno è risultato poi essere il cosiddetto ‘neutrino muonico’, cioè un neutrino pesante la cui esistenza è stata ipotizzata ma non dimostrata. In collaborazione con Schwartz e Lederman riuscì a ottenere nel potente acceleratore di particelle di Brookhaven, il nuovo tipo di neutrini che furono separati dalle altre particelle, filtrandoli attraverso una parete di acciaio spessa 13 m. Per queste ricerche, intese a penetrare i segreti della materia e delle forze a essa connesse, ai tre ricercatori è stato assegnato il Premio Nobel per la Fisica 1988.

Nel 1949, su invito di Gian Carlo Wick, Steinberger si recò presso l’Università di California a Berkeley, dove partecipò al completamento dell’elettrosincrotrone concepito da Edwin McMillan. Questo acceleratore consentì a Steinberger di realizzare i primi esperimenti sulla fotoproduzione di pioni, riuscendo a stabilire l’esistenza dei pioni neutri e a misurare il tempo di vita medio dei pioni stessi. Nel 1950, in seguito al suo rifiuto di firmare un manifesto anticomunista durante l’era maccartista, Steinberger fu costretto a lasciare Berkeley e a trasferirsi alla Columbia University di New York, dove rimase fino al 1971 e dove si era appena completato nel Nevis Laboratory un ciclotrone da 380 MeV che per la prima volta offriva la possibilità di realizzare esperimenti con fasci di mesoni ?. Negli anni seguenti il fisico si servì di questi fasci per determinare gli spin e le parità di pioni sia carichi che neutri, per misurare la differenza di massa ???0 e per studiare la diffusione di pioni carichi. Successivamente Steinberger si è occupato dello studio, della realizzazione e dello sviluppo di camere a bolle. La loro utilizzazione nel campo della fisica delle particelle ha consentito a lui e ai suoi collaboratori di ottenere una notevole serie di risultati. Parte di questi risultati furono ottenuti con la collaborazione di due gruppi italiani di ricerca: quello di Bologna guidato da Giampietro Puppi e quello di Pisa guidato da Marcello Conversi.

Interrotti gli esperimenti con le camere a bolle Steinberger si dedicò, assieme a Lederman e Schwartz, alla realizzazione di un esperimento nuovo e particolarmente complesso, con cui fu evidenziata l’esistenza di una nuova particella subatomica, il neutrino muone. Numerosi e notevoli furono i problemi, sia teorici sia sperimentali, che i tre ricercatori dovettero risolvere per la riuscita dell’esperimento; il più rilevante fu la necessità di generare un fascio ad alta energia di neutrini, circostanza mai prima realizzata. La scoperta del neutrino muone, in precedenza previsto solo teoricamente, ha consentito di stabilire la parità dei leptoni e l’esistenza di due distinte famiglie di leptoni che non si mischiano mai fra di loro. L’importanza della scoperta è cresciuta negli anni, consentendo di formulare e risolvere nuovi problemi riguardanti la struttura intima della materia.