Storia o contro-storia: il progetto bomba atomica visto dai tedeschi
Figlia della teoria dei giochi, la ‘computer simulation’ è la ricerca di algoritmi per vagliare le opzioni e procedere a una scelta per definire strategie negli ambiti più vari. Si va dalla ricerca aziendale di quali e quanti prodotti immettere sul mercato, alla simulazione della dinamica di sistemi complessi, ormai fattibile grazie alle grandi capacità di calcolo e di archivio dati con cui i moderni computer possono operare, fino a giungere direttamente alla simulazione della realtà con i ‘gemelli digitali’ o il ‘metaverso’. I ‘gemelli digitali’ sono modelli virtuali disegnati per riprodurre accuratamente un oggetto fisico allo scopo di agire dall’esterno sulle sue variabili per vedere l’evoluzione dell’oggetto. Il ‘metaverso’ è addirittura un mondo virtuale in cui si può entrare ed agire come si fosse un altro.
Ma prima della ‘computer simulation’, il metaverso poteva crearlo la letteratura. L’esempio principe è ‘Contro-passato prossimo’ di Guido Morselli, divenuto un classico, che dipinge un mondo in cui sono l’Austria-Ungheria e Germania a vincere rispettivamente su Italia e Francia all’inizio del secolo scorso.
In questo senso la domanda “What if?”, “cosa succederebbe se…” diventa, e si fa strada nella coscienza, modo per interrogare e valutare la realtà del momento e programmare la propria azione.
Perciò suscita grande interesse la mostra presso l’Historische Museum di Berlino: “ROADS NOT TAKEN (strade non percorse), che riporta esempi di storia reale in cui le cose sarebbero potute andare in un altro modo. Eppure, anche questa può diventare sottilmente una riscrittura della storia.
Uno dei settori della mostra di cui voglio parlare riguarda la scoperta dell’energia nucleare e la fabbricazione della bomba atomica (1938-1945). Il materiale che qui presento (e che dovrà essere per forza un pò dettagliato per consentire l’analisi critica) è desunto (come le foto) da quella, comunque bellissima, mostra. Lise Meitner (austriaca-svedese, Foto 1) aveva scoperto nel 1917 l’isotopo radioattivo del
protoattinio, il 231Pa, lavorando al Kaiser Wilhelm Institute di Berlino dove nel 1926 diventerà professore (prima donna professore di Fisica in Germania).
Tra il 1934 e il 1938, con Otto Hahn, un chimico che aveva studiato a Londra e Montreal, allievo di Ernst Rutherford e pacifista, e Fritz Strasseman, scoprirono isotopi radioattivi del Radio, Torio, Uranio (U). Li riconoscevano con metodi radiochimici, bombardando con neutroni il Torio e l’Uranio. Nel 1938 le leggi razziali la costringono alla fuga in Svezia, in quanto ebrea. Intanto Hahn e Strasseman riconoscono l’apparire del Bario tra i prodotti, una chiara evidenza della fissione dell’U. Nel gennaio del 1939 pubblicano il risultato che loro non sanno interpretare sulla rivista scientifica Naturwissenschaften, cosa che procurerà ad Hahn il premio Nobel per la Chimica del 1944 (annunciato nel 1945).
Nel riceve notizia Otto Frisch, nipote di Lise, di fede antinazista, che nel 1933 era emigrato a Londra e che dal 1934 lavora con Niels Bohr a Copenhagen. Frisch trascorre il Natale 1938 con la zia a casa di lei, a Kungälv (Svezia) ed insieme capiscono che si tratta di fissione dell’Uranio. Il 13 gennaio 1939, tornato a Londra, Frisch è confortato nella convinzione da suoi esperimenti diretti. I due aspettano che Bohr salga sulla nave diretta a New York prima
di comunicargli la notizia (temevano la divulgasse prima) e l’11 febbraio pubblicano un articolo su Nature (del quale lei è prima autrice, Foto 2), che spiega lo spezzarsi del nucleo di U. Per la prima volta, addirittura nel titolo usano il termine: “fissione”. Bohr giunge alla Columbia il 16 gennaio del 1939 e cerca immediatamente Fermi per comunicare, eccitato, la scoperta. Fermi era appena arrivato e non aveva ancora un laboratorio e strumento. Il 26 gennaio Bohr annuncia la scoperta alla 5a Washington Conference, organizzata da George Gamow ed Edward Teller.
Anche Frédéric Joliot-Curie ripete gli esperimento di Hahn nel marzo 1939 al Collège de France a Parigi dà conferma, con un articolo su Nature, rilevando che per ogni fissione di atomo di U vengono libera da 2 a 3 neutroni. Di qui la possibilità di una reazione a catena. Alla fine dell’aprile del 1939 viene definito a Berlino il progetto “Uranprojekt” per la costruzione di un reattore nucleare per lo sfruttamento dell’energia nucleare a scopo pacifico (presupposto per le applicazioni militari). Tra i partecipanti Werner Heisenberg che nel 1932 aveva ricevuto il premio Nobel e Kurt Diebner che ne 1940 lascera’ l’Ufficio Armamento dell’Esercito per diventare il direttore del Kaiser Wilhelm Institut ( di seguito indicato come KWI) per la Fisica, Centro D (Ricerca Nucleare di Berlino proprio per sviluppare la ricerca.
IL 15 agosto 1939 appare sul quotidiano Deutsche Allgemeine Zeitung un sensazionale articolo firmato dal fisico S.Flügge sulla fattibilità tecnica di un reattore nucleare (Foto 3).
Leó Szilárd, ungherese, trapiantato in Germania per sfuggire all’antisemitismo in Ungheria dopo il 1919, abbandona la Germania nel 1933 (aveva lavorato anche con Lise Meitner dopo una tesi di dottorato tenuta con Einstein (1925) e ritenuta altamente meritevole di lode) e si trasferisce prima a Vienna, poi a Londra. Szilárd, il primo a capire l’ordine di grandezza della massa critica di U radioattivo che avrebbe potuto dar luogo a effetti distruttivi, convince l’Ammiragliato Britannico a porre il segreto su queste ricerche.
Nel settembre del 1939 vengono invitati fisici tedeschi a Berlino nel KWI, ufficialmente per partecipare alla costruzione di un reattore a fissione controllata. Szilárd, che si era già trasferito negli Stati Uniti nel 1939, preoccupato però che non vi fosse pubblicità a ricerche del genere sulle riviste specializzate tedesche, insieme con Edward Teller e Eugene Wigner prepara una lettera che Einstein (anche lui negli USA dal 1933)
porterà al presidente Roosevelt nell’ ottobre di quell’anno, in cui paventano che la Germania sia sulla strada di fabbricare una bomba nucleare. L’11 ottobre del 1939 Roosevelt definisce un ‘Uran Committee’ che si riunisce per la prima volta il 21 ottobre e include, tra gli altri, L. Szilárd, E. Wigner, E. Teller. Viene finanziato Enrico Fermi presso la Columbia University per la costruzione di un prototipo di reattore nucleare basato su Uranio naturale e Grafite, in collaborazione con Szilárd.
Dopo che nel 1940 Rudolf Peierls e Otto Frisch rendono pubblico presso l’Università di Birmingham che un’arma atomica (definita ‘SuperBomb’) ha dimensioni compatibili con il trasporto aereo (questioni legate all’incertezza sulla massa critica necessaria), Winston Churchill approverà queste ricerche nel 1941. Nasce così il primo progetto militare britannico-canadese denominato ‘Tube Alloys’ che confluirà poi nel progetto Manhattan. Intanto, a Berlino, nell’ottobre del 1940, Kurt Diebner, direttore del KWI, concentra la ricerca
a Berlin-Dahlem in un edificio nominalmente dell’Istituto di Biologia, denominato “Casa di Virus” allo scopo di tenere lontano i curiosi. Ne è direttore W. Heisenberg. La Germania, conquistata la Cecoslovacchia, ha a disposizione il deposito di Uranio di Joachimsthal in Boemia. Nel settembre 1941 W. Heisenberg visita N. Bohr a Copenhagen ma non è chiaro cosa gli abbia proposto. Tuttavia lo lascia comunque indisponibile (vedi dopo, punto d) del commento). Negli USA, la National Academy of Sciences definisce una Commissione che approva a più riprese la ricerca nucleare, fino alla nomina da parte di Roosevelt del ‘Comitato S-1’ il 6
dicembre 1941, giusto un giorno prima dell’attacco giapponese a Pearl Harbour. IL 9 agosto gli Stati Uniti entrano in Guerra e il 16 dicembre Roosevelt firma un progetto di due miliardi di dollari per la bomba nucleare. A Berlino il 4 giugno del 1942 i fisici del progetto nucleare con a capo Heisenberg riportano
lo stato di avanzamento ad Albert Speer, ministro degli armamenti. La versione di Heisenberg, riportata nella mostra, è che non bastano pochi mesi, così che lo stesso Hitler, pur informato direttamente da Heisenberg, non viene sollecitato ed il progetto perde la qualifica di priorità alta. All’Università Berkley, California, nel giugno 1942, R. Oppenheimer il convegno “Research Summer”. Dal 18 settembre 1942 Robert Oppenheimer è direttore del Manhattan Project e la responsabilità militare è affidata al Generale di Brigata Leslie R. Grovers (Foto 4).
Il 2 dicembre 1942 l’équipe di Fermi e Szilárd realizza a Chicago la prima reazione a catena controllata. Negli anni successivi, la costruzione del reattore tedesco a Berlino-Dahlem va a rilento. Heisenberg propone una struttura a strati, Diebner e’ in favore di cubetti di U appesi a fili di Alluminio (Al). Il reattore in fabbricazione che verra’ trovato dagli alleati è di questo secondo tipo: 664 cubi di U naturale, appesi a 78 fili di Al (Foto 5). Nell’ autunno del 43 iniziano i bombardamento della British Royal Air Force su Berlino e i gruppi di ricerca vengono trasferiti fuori abitato. Alla fine del 1944 si parla nella mostra di “prove incoraggianti”, ma viene lamentata scarsezza nelle forniture di uranio fissile. Il 30 gennaio del 1945, l’attacco dell’Armata Rossa a Berlino costringe il trasferimento delle strutture di laboratorio e del reattore ad Haigerloch (Baden-Würemberg). Il 23 aprile 1945 le truppe Usa distruggono il reattore, confiscano i materiali e rastrellano tra maggio e giugno i fisici addetti, dispersisi sul territorio. Dieci di loro, tra cui Heisenberg e Diebner, vengono tradotti in una villetta sorvegliata a Farm Hall, presso Cambridge e trattenuti in arresto dal luglio al gennaio 1946. Heisenberg ritornerà in Germania e riorganizzerà l’Istituto di Fisica Göttengen. Il 16 luglio 1945, 250 km circa a sud di Los Alamos, dov’era localizzato il Progetto Manhattan, viene fatto brillare “The Gadget” (l’arnese), la prima atomica, con una potenza distruttiva di 21 kilo tonnellate di tritolo.
Il 6 agosto fu la volta di “Little Boy”, lanciata su Hiroshima (equivalente a 15 kiloton).
ALCUNE CONSIDERAZIONI A MARGINE:
a) La comprensione teorica dei fenomeni fisici connessi con la fissione, tra cui la determinazione della massa critica necessaria perchè possa innescarsi la reazione a catena, presupposto essenziale per l’applicazione bellica, viene conseguita alla luce del sole, sul palcoscenico internazionale della ricerca e delle acquisizioni scientifiche.
b) a soluzione dei problemi di natura scientifica e pratica connessi alla costruzione del reattore e poi della bomba ha richiesto invece capacità manageriali e risorse estese, tipiche della ricerca finalizzata. Da questo punto di vista la presentazione del museo tende a porre sullo stesso piano l’attività sviluppata in Germania e quella nei paesi occidentali (gli alleati), con la scansione temporale che ho ricostruito. Ciò appare palesemente ingiustificato, se si pensa che le migliori menti, soprattutto profughe in fuga dal nazifascismo, collaboravano in occidente, e che il progetto Manhattan aveva circa centomila addetti a fronte di poche
centinaia in Germania con risorse finanziarie in proporzione (in Unione Sovietica, a partire dal dicembre 1944, Lavrentiy Beria coordinò un progetto di almeno 330.000 persone di cui 10.000 tecnici per recuperare il tempo perduto). Per Fermi furono costruiti 29 reattori sperimentali usando grafite (costosa da procurare) di
purezze diverse, a fronte di un unico reattore dei tedeschi (vedi Foto 5). La scelta di una struttura a strati avente grafite come moderatore si rivelò vincente.
c) La condotta dei responsabili del progetto tedesco ed in particolare di Heisenberg fu estremamente cauta. Heisenberg lasciò intendere dopo la guerra che ci fosse ogni tipo di valutazioni a determinarla, laddove possiamo immaginare il grande timore che ognuno di loro nutrisse nel conferire con Hitler ed i suoi generali, se avessero, al dunque, conseguito risultati inferiori alle aspettative sollevate. La
costruzione del reattore tedesco fu messo in seconda priorità rispetto alle esigenze di guerra.
d) Un mistero è la famosa visita che Heisenberg fece a Niels Bohr nel settembre 1941 a Copenhagen, quando già Bohr temeva di dover abbandonare la Danimarca occupata, (cosa che fece nel settembre 1943 per questioni familiari di natura razziale e, ovviamente, valutazioni scientifiche), visita su cui è stata scritta
un’opera teatrale, ‘Copenhagen’, da Michael Frayn, di grande suggestione. Nella mostra si vuole accreditare che in quell’occasione Heisenberg abbia avanzato la proposta di lanciare un appello alla internazionalizzazione delle ricerche nucleari, che avrebbe probabilmente posto un vincolo ad applicazioni limitate all’ambito pacifico (questa fu appunto la posizione presa da Bohr dopo la guerra). Lo
scetticismo con cui avrebbe declinato Bohr questa offerta sarebbe stato dettato dal timore che, se mai discussa, essa avrebbe intralciato i progetti americani.
Può incuriosire sapere che il 1°aprile 1958 Heisenberg inaugurò la ‘Scuola di perfezionamento in Fisica Teorica e Nucleare’, istituita da Eduardo Caianiello presso l’Istituto di Fisica Teorica e Nucleare, dell’Università di Napoli, Mostra d’Oltremare, Padiglione 19), su suo invito. La Foto 6 lo ritrae durante la lezione magistrale.
