Nel 1991 Richard R. Ernst vince il premio Nobel per la chimica: i suoi studi sulla spettrografia di risonanza magnetica nucleare ci aiuteranno a comprendere molto meglio la struttura delle molecole

Ernst nasce nel 1933 a Winterthur, una cittadina benestante svizzera dove l’attenzione per l’arte si combina a una solida imprenditorialità industriale. Lo studio del violoncello lo avvicina alla musica e partecipa alle attività dell’orchestra da camera del cantone. A tredici anni, rovistando nella soffitta di casa, scopre alambicchi, distillatori e provette che erano appartenuti allo zio. È un colpo di fulmine: la passione per la musica trova nuove armonie nella chimica.

Gli studi universitari allo Swiss Federal Institute of Technology a Zurigo (Eth-z) non lo entusiasmano particolarmente: trova che le tecniche di insegnamento siano troppo tradizionali e poco sensibili alle nuove scoperte della fisica. Durante il dottorato collabora con il gruppo di Hans Günthard e inizia ad appassionarsi all’argomento che lo avrebbe accompagnato per la vita: la risonanza magnetica nucleare.

Nel laboratorio, dove ci si muove in un territorio di confine tra la tra la chimica e la fisica, Ernst inizia lo studio di un sistema per migliorare l’accuratezza della spettrografia di Rmn. Tutto quello che non aveva funzionato durante la laurea universitaria qui sembra andare bene: misure in laboratorio, modelli fisico matematici, un ambiente dinamico e interessante con una attenzione particolare agli aspetti applicativi e industriali di quanto veniva studiato. Un vero paradiso per un ingegno poliedrico e curioso come il suo.

Sono, quelli, gli anni in cui la meccanica quantistica entra a far parte del bagaglio teorico degli scienziati che indagano la materia. Tra le scoperte più interessanti della nuova teoria c’è il fatto che ogni atomo ha un nucleo che ruota (spin) intorno a un asse. Esposto a un campo magnetico noto questo asse “risuona” a una certa frequenza. Ogni atomo ha una sua specifica frequenza di risonanza e dalla sua misurazione si riesce a dedurre la composizione degli elementi di una molecola: è come se la composizione chimica delle molecole fosse depositata nel suono che producono. Una singolare casualità per un appassionato di musica come Ernst.

Nel 1962 decide di lasciare l’università e spostarsi negli Stati Uniti, dove nel frattempo Weston A. Anderson per la Varian Associates in Palo Alto sta conducendo ricerche simili alle sue per conto della Varian Associates, un’azienda di Palo Alto. È qui che continua a migliorare la spettrografia di Rmn introducendo una novità nell’analisi dei risultati, la trasformata di Fourier: si tratta di uno strumento matematico che permette di scomporre un’onda nelle sue diverse componenti in frequenza, e viceversa.

Nel 1968 intraprende un lungo viaggio in Asia. Si avvicina agli usi e costumi della popolazione tibetana diventando un cultore dei thangkas, gli stendardi buddisti ricamati. Al ritorno in Svizzera gli viene affidata la leadership della ricerca sulla Rmn allo Eth-z di Zurigo. Sono gli anni in cui l’analisi spettrale della Rmn fornisce risultati che oggi sono diventati parte integrante della chimica: la comprensione della composizione delle molecole e la loro rappresentazione tridimensionale sono il risultato degli studi applicati di quel tempo. Nello stesso tempo l’utilizzo di questi metodi si estende anche ai materiali solidi e alla diagnostica medica.

La capacità di vedere le interazioni tra molecole nello spazio o le immagini degli organi umani durante la loro attività funzionale ha aperto nuove incredibili prospettive in molti campi della conoscenza rivoluzionando le metodologie di indagine chimica e medica.

Tutte le illustrazioni sono di Giulio Carcani rilasciate sotto licenza Creative Commons Attribuzione – Non commerciale – Condividi allo stesso modo 3.0