di Davide D’Ippolito, Classe 3J, IIS Di Vittorio – Lattanzio, Roma

Questo saggio partecipa al concorso Hansel e Greta. Il vincitore verrà designato sulla base del numero di voti ricevuti e della valutazione da parte di una giuria di qualità. Le votazioni partiranno il 15 giugno 2020. Per votare cliccare su questo link, selezionare il tema desiderato e cliccare sul pulsante “vota” in fondo alla pagina.

All’inizio del Novecento nasce la fisica quantistica, l’unica teoria capace di spiegare il comportamento della materia nel mondo microscopico. Planck è considerato a buon diritto il padre fondatore di questa teoria e a lui si devono alcune rivoluzioni concettuali che ancora oggi influenzano la fisica contemporanea. Riuscì a concepire qualcosa che prima sembrava impossibile ed è ancora oggi un esempio importantissimo per tutti i giovani interessati a questo campo di studi.

Max Planck (1858-1947) fu un fisico tedesco che si distinse per le sue ricerche soprattutto nei primi anni del 1900. Studiò al ginnasio di Monaco e fu un ottimo pianista e filosofo, molto credente. Sosteneva che religione e scienza sono complementari. Gli studi di Planck riguardavano principalmente gli scambi di energia nelle emissioni di radiazioni elettromagnetiche. Inizialmente si limitò ad enunciare che gli scambi di energia non avvengono in forma continua, ma successivamente nel 1901 formulò la teoria quantistica, grazie alla quale nel 1918 vinse il Nobel per la fisica.

Planck visse e operò in un’epoca di grandi rivoluzioni scientifiche, dilaniata da due guerre mondiali. La sua stessa vita fu attraversata da esperienze tragiche come la perdita del figlio maggiore durante la prima guerra mondiale, nella battaglia di Verdun, e quella dell’altro figlio che fu impiccato nel 1945 dai nazisti perché coinvolto nell’attentato contro Hitler del 20 luglio 1944 (Operazione Valchiria).  Pur non opponendosi all’ideologia nazista, manifestò idee contrarie alle persecuzioni ebraiche, soprattutto quelle nei confronti dei professori e dei ricercatori. 

Fino ai primi del Novecento si riteneva che l’energia venisse trasferita in modo continuo, seguendo i principi della fisica classica. Planck si rese conto che l’energia non seguiva un flusso continuo ma veniva rilasciata a pacchetti discreti e finiti. Le sue ricerche iniziarono basandosi sulla legge di Rayleigh-Jeans e i suoi esperimenti mostravano che la radiazione elettromagnetica del corpo non aumentava indefinitamente fino a raggiungere l’ultravioletto ma raggiungeva un picco massimo e poi decresceva (questi esperimenti furono condotti utilizzando il corpo nero).

Inizialmente queste teorie non furono apprezzate, solo in seguito vennero accolte dalla comunità scientifica e divennero la base degli studi condotti da Erwin Schrödinger, Werner  Heisenberg, Max Born, Wolfgang Pauli, Paul Dirac e Niels Bohr. I suoi esperimenti furono poi seguiti dagli studi di Albert Einstein (effetto fotoelettrico) e da quelli di Arthur Compton, Louis-Victor De Broglie  e molti altri.

Planck approfondì anche le misurazioni assolute del tempo e dello spazio con l’utilizzo delle costanti universali, ovvero G (costante di gravitazione universale) e h (costante di Planck). I risultati di questi calcoli sono detti tempo di Planck, distanza di Planck, massa di Planck ed energia di Planck (derivata dalla massa di Planck moltiplicata per c²), tutto questo in contrapposizione alla teoria della relatività di Albert Einstein. Le costanti assolute di Planck giocano ancora oggi un ruolo chiave in diverse teorie fisiche, tra le quali la teoria delle stringhe e la gravità quantistica a loop.

Le scoperte di Planck rivoluzionarono completamente il mondo della fisica e in particolare la concezione del mondo sub-atomico. Sulla sua teoria nacque la fisica quantistica e inoltre fu possibile, grazie al contributo di Bohr, perfezionare il modello atomico. Attualmente le basi delle scoperte di Planck si trovano ovunque, dal modello atomico di Bohr ai computer quantistici moderni.

Nell’estate del 2009 fu lanciato a bordo di un razzo, Ariane 5, un  telescopio intitolato a lui, il Planck Surveyor. Questo strumento  fu in grado di acquisire immagini estremamente dettagliate delle radiazioni di fondo rilasciate dal Big Bang.

credits immagine: Planck e Bohr. da gavinn_73