N. 118 - Ottobre 2023 Oppenheimer: il film con i padri fondatori della fisica moderna

Oppenheimer: il film con i padri fondatori della fisica moderna

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A. Bracco 31-10-2023 Leggi in PDF

La visione del film Oppenheimer, molto acclamato dal pubblico e dalla critica e che si concentra prevalentemente sul Progetto Manhattan durante la Seconda Guerra Mondiale, ci ha fatto molto riflettere sui condizionamenti politici e militari degli scienziati. In particolare, chi è nel mondo della fisica, o ha a che fare con esso, ha potuto apprezzare o criticare alcuni dettagli che possono sembrare invece non rilevanti ai non addetti ai lavori.

Voglio qui riassumere alcuni spunti di riflessione che, essendo personali, potrebbero essere non, o solo in parte, condivisibili.

	– Appare chiaro dal film che Robert Oppenheimer eccelleva per chiarezza di idee, intuizione e per doti organizzative. È stato in grado di circondarsi dei migliori fisici del mondo, costituendo il gruppo di ricerca più importante che sia mai esistito. Nonostante abbia una durata di circa 3 ore, il film non ha potuto dare molto spazio alla carriera accademica di Oppenheimer e alla sua ricerca prima del Progetto Manhattan. Ma sicuramente dopo aver visto il film molti hanno avuto la curiosità di andare a documentarsi e ritrovare i suoi contributi più importanti tra cui: i) la spiegazione dell'effetto tunnel quantistico fatta con George Gamow; ii) i suoi contributi alla scoperta del positrone; iii) lo studio degli sciami atmosferici di raggi cosmici e il collasso gravitazionale di stelle di grandi dimensioni; iv) lo studio del bombardamento di nuclei pesanti con deutoni; v) la formulazione di quella che è nota come approssimazione di Born-Oppenheimer (BO) per i modelli di dinamica molecolare.
	– Un aspetto di questo film che ritengo molto affascinante è la rappresentazione degli scienziati che hanno lavorato con Oppenheimer. Sono molti e non intendo ricordarli tutti ma solo alcuni. La presenza di Ernest Lawrence, che con l'invenzione del ciclotrone ha aperto nuove frontiere per l'esplorazione delle reazioni nucleari, porta in primo piano un contributo fondamentale per la bomba nucleare a fissione, comunemente detta bomba atomica: lo sviluppo della tecnica di separazione dell'isotopo U-235. La presenza di Niels Bohr, che come ben sappiamo ha aperto la strada alla rivoluzione quantistica e che Oppenheimer ammirava moltissimo, ci ricorda che questo scienziato è stato anche una voce influente nell'interazione tra scienza e società. Per quanto riguarda Eduard Teller, si vede che è stato coinvolto anche nella progettazione della bomba all'idrogeno a cui Oppenheimer non ha voluto partecipare. Albert Einstein appare in più scene in quanto si inserì attivamente nel contesto del Progetto Manhattan e con la sua voce autorevole aveva messo in luce i collegamenti tra la ricerca scientifica e le questioni di sicurezza internazionale. E poi ci sono anche David Lawrence Hill, Werner Heisenberg, Patrick Blackett, Isidor Isaac Rabi, Hans Bethe, Richard Feynman, Luis Walter Alvarez ed Enrico Fermi.
	– Come italiani siamo rimasti delusi dal poco spazio dato a Enrico Fermi e al suo contributo al Progetto Manhattan. Nel film c'è infatti una sola scena in cui Fermi compare. Ci è ben noto invece che durante il Progetto Fermi è stato coinvolto in vari aspetti cruciali del lavoro di ricerca scientifica e ingegneristica. È stato il responsabile della progettazione e costruzione del Chicago Pile-1, il primo reattore nucleare a catena di fissione controllata, che ha visto la luce il 2 dicembre 1942. Ha fornito quindi la base per comprendere i processi che avvengono all'interno di una bomba atomica.

Anche se la realizzazione della bomba atomica è l'argomento centrale del film, complessivamente quello che emerge, e che risulta chiaro anche a chi non si occupa di scienza, è che il periodo in cui il film è ambientato è stato ricco di scoperte fondanti della fisica moderna.

La lettura del libro, da cui è tratto il film, ci permette di soffermarci meglio su molti punti e ottenere ulteriori informazioni che ci aiutano a capire meglio la personalità di Oppenheimer, le sue scelte dopo il lancio della bomba atomica e il contesto storico scientifico dell'epoca del Progetto Manhattan. Sono circa 800 pagine, ma non scoraggiatevi!

Angela Bracco
Presidente SIF

Oppenheimer: the movie with the founding fathers of modern physics

Watching the movie Oppenheimer, highly acclaimed by the public and critics and which focuses mainly on the Manhattan Project during the Second World War, made us reflect a lot on the political and military conditioning of scientists. In particular, those who are in the world of physics, or have to deal with it, have been able to appreciate or criticize some details that may instead seem irrelevant to non-experts.

Here I want to summarize some points of reflection which, being personal, may not, or only partially, be shareable.

	– It is clear from the movie that Robert Oppenheimer excelled in clarity of ideas, intuition and organizational skills. He was able to surround himself with the best physicists in the world, forming the most important research group that has ever existed. Despite its duration of about 3 hours, the film could not give much space to Oppenheimer's academic career and research before the Manhattan Project. But certainly after seeing the movie many were curious to read up and find his most important contributions including: i) the explanation of the quantum tunneling effect made with George Gamow; ii) his contributions to the discovery of the positron; iii) the study of atmospheric showers of cosmic rays and the gravitational collapse of large stars; iv) the study of the bombardment of heavy nuclei with deuterons; v) the formulation of what is known as the Born–Oppenheimer (BO) approximation for molecular dynamics models.
	– One aspect of this movie that I find very fascinating is the portrayal of the scientists who worked with Oppenheimer. There are many and I don't intend to remember them all but just a few. The presence of Ernest Lawrence, whose invention of the cyclotron opened up new frontiers for the exploration of nuclear reactions, brings to the forefront a fundamental contribution to the nuclear fission bomb, commonly called the atomic bomb: the development of the U-235 isotope separation technique. The presence of Niels Bohr, who as we know paved the way for the quantum revolution and whom Oppenheimer greatly admired, reminds us that this scientist was also an influential voice in the interaction between science and society. As for Eduard Teller, it is mentioned that he was also involved in the design of the hydrogen bomb in which Oppenheimer did not want to participate. Albert Einstein appears in a few scenes since he was actively involved in the context of the Manhattan Project and with his authoritative voice had highlighted the connections between scientific research and issues of international security. And then there are also David Lawrence Hill, Werner Heisenberg, Patrick Blackett, Isidor Isaac Rabi, Hans Bethe, Richard Feynman, Luis Walter Alvarez and Enrico Fermi.
	– As Italians we were disappointed by the little space given to Enrico Fermi and his contribution to the Manhattan Project. In the film there is in fact only one scene in which Fermi appears. It is well known to us, however, that during the Project Fermi was involved in various crucial aspects of the scientific and engineering research work. He was responsible for the design and construction of the Chicago Pile-1, the first controlled fission chain nuclear reactor, which saw the light of day on December 2, 1942. He therefore provided the basis for understanding the processes that occur within an atomic bomb.

Even though the making of the atomic bomb is the central topic of the film, overall, what emerges, and which is clear even to those who are not involved in science, is that the period in which the film is set was full of discoveries which are fundamental for the modern physics.

Reading the book, on which the film is based, allows us to focus better on many points and obtain further information that helps us to better understand Oppenheimer's personality, his choices after the launch of the atomic bomb and the historical scientific context of the era of the Manhattan Project. It's about 800 pages, but don't be discouraged!

Angela Bracco – Professore di Fisica Sperimentale all'Università degli Studi di Milano e associata all'INFN. La sua attività di ricerca è nell’ambito della struttura dei nuclei. Collabora a esperimenti internazionali che si focalizzano sulla spettroscopia gamma. È membro di numerosi comitati internazionali scientifici e di valutazione. È socia dell'Academia Europaea, dell'Accademia delle Scienze dell'Istituto di Bologna, e socio corrispondente dell'Istituto Lombardo (Accademia).
Angela Bracco is professor of Experimental Physics at the University of Milan and associated to INFN. Her research activity is in the field of nuclear. She collaborates in international experiments focusing on gamma spectroscopy. She is in several international committees for scientific advice and evaluation. She is member of the Academia Europaea, of the Academy of Science of the Bologna Institute and corresponding member of the Lombard Institute (Academy).