Questa è la prima parte di "La corsa alla bomba", una serie di approfondimenti di Afterburner sulla scienza, gli aerei e gli uomini e le donne che hanno contribuito alla creazione della bomba atomica: da un semaforo londinese nel 1933 a una nube a fungo sopra la steppa kazaka nel 1949.

Londra, settembre 1933. Un rifugiato ungherese, basso e dal viso rotondo, è fermo a un semaforo su Southampton Row, a Bloomsbury, assorto nella lettura del suo giornale mattutino. Ha 35 anni, è apolide e vive con due valigie in una stanza d'albergo: un'abitudine acquisita a Berlino, dove tenere i bagagli pronti era diventata da poco una questione di sopravvivenza. Il suo nome è Leo Szilard.

Ciò che lo ha infastidito è un articolo del Times. Durante un incontro a Leicester il giorno precedente, Lord Rutherford – l'uomo che scoprì il nucleo atomico, il più grande fisico sperimentale vivente – aveva dichiarato che chiunque cercasse una fonte di energia nella trasformazione degli atomi, per usare le sue parole, stava dicendo sciocchezze.

Il semaforo cambia. Szilard scende dal marciapiede. E da qualche parte tra un marciapiede e l'altro, capisce come il grande scienziato potesse sbagliarsi: se esistesse un elemento che, colpito da un neutrone, ne rilasciasse due, il risultato non sarebbe un liquore di contrabbando. Sarebbe una reazione a catena. Sarebbe una bomba. Quasi ogni evento di questa serie scaturisce da quell'unico attraversamento stradale. Ma per capire perché l'idea sia nata nel 1933 – e perché non avrebbe potuto nascere un anno prima – bisogna tornare indietro di 38 anni, in un laboratorio buio in Baviera.

Un fosforescente

L'8 novembre 1895, a Würzburg, Wilhelm Röntgen notò un debole luccichio su uno schermo a pochi metri dal suo tubo catodico schermato: luce dove non avrebbe dovuto esserci. Nel giro di poche settimane realizzò la fotografia più famosa del secolo: le ossa della mano di sua moglie Anna Bertha, con la fede nuziale che fluttuava liberamente attorno a un dito in ombra. Si narra che, vedendo il proprio scheletro, Anna Bertha abbia esclamato di aver visto la propria morte. Röntgen chiamò quella misteriosa radiazione raggi X, si rifiutò di brevettarla e si aggiudicò il primo premio Nobel per la Fisica mai assegnato.

Tre mesi dopo, a Parigi, Henri Becquerel ebbe un colpo di fortuna con il brutto tempo. La fine di febbraio del 1896 era nuvolosa, così chiuse i suoi sali di uranio e le lastre fotografiche in un cassetto buio in attesa del sole. Quando sviluppò le lastre il 1° marzo, aspettandosi deboli tracce, trovò intense silhouette. L'uranio aveva irradiato al buio, da solo, senza la luce del sole ad eccitarlo. La materia, si scoprì, poteva disperdere energia da qualche parte al suo interno.

Quel "qualcosa di nascosto" divenne l'opera della vita di Marie e Pierre Curie. In un capannone fatiscente in Rue Lhomond, riuscirono a far bollire una tonnellata di minerale di pechblenda, mescolandolo con una bacchetta di ferro alta quasi quanto Marie stessa, isolando un decimo di grammo di cloruro di radio entro il 1902. Diedero al polonio il nome della sua patria occupata, coniarono il termine stesso di radioattività e, come Röntgen, si rifiutarono di brevettare alcuna delle loro scoperte.

Ciò che nessuno aveva ancora capito era il prezzo. I Curie tornavano nel capannone di notte solo per ammirare le loro opere che brillavano sugli scaffali.

Marie Curie vinse il Premio Nobel per la Fisica nel 1903 e il Premio Nobel per la Chimica nel 1911, rimanendo tuttora l'unica persona ad aver vinto due Premi Nobel in discipline scientifiche diverse. Morì nel luglio del 1934 di anemia aplastica, lentamente stroncata dalle radiazioni che tanto amava. I suoi quaderni degli anni 1890 sono tuttora radioattivi; la Bibliothèque nationale li conserva in scatole rivestite di piombo e rimarranno pericolosi per circa 1500 anni.

Il guscio che è rimbalzato

Ecco che entra in scena Ernest Rutherford: un ragazzo di campagna neozelandese, dalla voce tonante e dai baffi folti, che avrebbe fatto più di chiunque altro per aprire l'atomo, per poi dichiarare l'intera impresa inutile. Nel 1908 il comitato del Nobel gli conferì il premio per la Chimica, cosa che lo divertì molto; amava dire che di tutte le trasformazioni che aveva studiato, nessuna era stata più rapida della sua, da fisico a chimico.

A Manchester, i suoi assistenti Hans Geiger ed Ernest Marsden trascorsero il 1909 a sparare particelle alfa contro una lamina d'oro così sottile da essere quasi impercettibile. Quasi tutte la attraversarono senza problemi. Ma circa una su 8.000 rimbalzò indietro. In un atomo immaginato come una sorta di budino diffuso di carica, ciò era semplicemente impossibile, come un proiettile di fucile che rimbalza sulla nebbia.

La risposta di Rutherford del 1911 riscrisse la realtà: quasi tutta la massa di un atomo e tutta la sua carica positiva risiedono in un nucleo grande centomillesimo dell'atomo stesso. La materia, incluso te, è quasi interamente spazio vuoto. Nel 1919 si spinse oltre, riuscendo a espellere protoni dai nuclei di azoto con particelle alfa – la prima reazione nucleare indotta artificialmente – e assunse la direzione del Cavendish Laboratory di Cambridge, il piccolo regno di mattoni dove l'era atomica sarebbe stata costruita con un budget limitato. Non abbiamo soldi, amava dire, quindi dobbiamo pensare.

Nel frattempo, i teorici stavano rendendo il quadro sempre più strano. Nel 1905, un impiegato svizzero dell'ufficio brevetti aveva pubblicato una breve nota a margine del suo articolo sulla relatività, dimostrando che massa ed energia erano due facce della stessa medaglia; nel 1913, Niels Bohr quantizzò le orbite degli elettroni dell'atomo. Nell'ottobre del 1927, quando la quinta Conferenza Solvay si riunì a Bruxelles per la fotografia in cima a questa pagina, 17 delle 29 persone ritratte erano o sarebbero diventate premi Nobel. Einstein e Bohr trascorsero la settimana a discutere se Dio giocasse a dadi. Nessuno nella fotografia sospettava che il piacevole e pratico ambito della loro scienza – la fisica nucleare – stesse per travolgere il secolo.

L'anno miracoloso

Poi arrivò il 1932, l'anno in cui la cassetta degli attrezzi si riempì. A febbraio, James Chadwick al Cavendish lesse un enigmatico risultato francese – i coniugi Joliot-Curie avevano prodotto una strana radiazione penetrante e l'avevano erroneamente interpretata come raggi gamma – e capì immediatamente di cosa si trattava, perché Rutherford aveva previsto l'esistenza di una particella nucleare neutra già nel 1920. Chadwick lavorò in una frenesia quasi insonne per circa due settimane, bombardando la paraffina con radiazioni di berillio e misurando ciò che ne usciva. Il 27 febbraio 1932 Nature pubblicò la sua lettera: "Possibile esistenza di un neutrone".

Il neutrone ha cambiato tutto, anche se quasi nessuno se ne accorse all'epoca. Privo di carica, è la chiave di volta del nucleo atomico: non può essere respinto, quindi attraversa indisturbato le mura della fortezza elettrica che tengono fuori protoni e particelle alfa. Ogni reattore e ogni arma atomica successiva sono, in fondo, macchine per posizionare i neutroni dove possono compiere lavoro. Chadwick ricevette il Premio Nobel nel 1935 per questa scoperta.

Sei settimane dopo la lettera di Chadwick, la sera del 14 aprile 1932, un giovane irlandese di nome Ernest Walton si intrufolò in una cabina schermata di piombo sotto una pila di elettrodi incandescenti al Cavendish e vide delle scintillazioni brillare sullo schermo: nuclei di elio che si separavano da atomi di litio scissi. Lui e John Cockcroft avevano disintegrato un nucleo con protoni accelerati artificialmente: i primi uomini a scindere l'atomo con una macchina. Rutherford fu convocato, gli fu imposto il segreto e quella stessa sera la lettera a Nature fu redatta al tavolo della sua cucina. I due avrebbero condiviso il Premio Nobel nel 1951.

Alla fine del 1932, quindi, la fisica possedeva il nucleo atomico, il neutrone, l'equazione E=mc² e una macchina per scindere gli atomi. Ogni componente dell'era atomica esisteva. Ciò che mancava era qualcuno al potere che credesse che fosse importante.

Chiaro di luna

Il che ci riporta al settembre del 1933. All'incontro della British Association a Leicester, l'11, Rutherford ripercorse il lavoro di una vita e ne dichiarò il futuro morto sul nascere. L'energia racchiusa nel nucleo era reale, ammise, ma ottenere più energia di quanta se ne immettesse era pura fantasia. Il Times pubblicò il verdetto la mattina successiva: chiunque cercasse una fonte di energia nella trasformazione degli atomi stava dicendo sciocchezze.

Szilard lo lesse durante la colazione: un rifugiato con la valigia pronta e una scarsa tolleranza per la parola "impossibile". Giorni dopo il discorso, al semaforo di Southampton Row, tutti i pezzi del puzzle si incastrarono. Il neutrone di Chadwick non aveva bisogno di energia per entrare in un nucleo. Se un elemento emetteva due neutroni per ogni neutrone assorbito, il processo si autoalimentava, raddoppiando e triplicando in milionesimi di secondo.

Szilard non sapeva quale elemento avrebbe provocato l'effetto – ipotizzò il berillio, sbagliandosi – ma comprese immediatamente le conseguenze, e queste lo terrorizzarono. Nel 1934 depositò un brevetto per la reazione a catena nucleare e nel 1936 fece qualcosa che nessun inventore aveva mai fatto con un brevetto di fisica: lo cedette segretamente all'Ammiragliato britannico, affinché l'idea non venisse pubblicata. Cinque anni prima che qualcuno dimostrasse la fissione, un uomo in una stanza d'albergo a Londra stava già cercando di mantenere segreta la bomba.

Rutherford morì nell'ottobre del 1937, ancora non convinto. Marie Curie era già scomparsa. Nessuno dei due visse abbastanza a lungo da assistere al colpo di scena finale: l'elemento che Szilard stava cercando si trovava nel cassetto di Becquerel dal 1896. Era l'uranio, e in un laboratorio di Berlino, cinque anni dopo la strage di Southampton, due scrupolosi chimici tedeschi stavano per scinderlo involontariamente. Questa storia – un anello di diamanti infilato nella mano di un esule a un valico di frontiera olandese e la passeggiata natalizia più importante della storia – è il punto di partenza della terza parte di questa serie. Prima, però, la seconda parte: come Hitler prese la migliore comunità di fisici del mondo e la spedì ai suoi nemici.

Fonti: archivi del Premio Nobel, The Times (12 settembre 1933) tramite IOP, Scientific American, CERN Courier, AIP Center for History of Physics, Wikipedia, Richard Rhodes: The Making of the Atomic Bomb.