1481: Werner Heinsenberg

Il Premio Nobel per la Fisica 1932 è stato assegnato a Werner Karl Heisenberg «per la creazione della meccanica quantistica, la cui applicazione ha portato, tra l’altro, alla scoperta delle forme allotropiche dell’idrogeno».
Werner Heisenberg, allievo di Arnold Sommerfeld, si formò, sotto la guida di Niels Bohr, nel tempio mondiale della fisica quantistica, 1’ istituto di Copenhagen che dagli anni Venti del Novecento rappresentava la fucina delle giovani menti che esploravano questa neonata disciplina, in antitesi alla fisica classica nel mondo dell’infinitamente piccolo. La collaborazione con il fisico danese sarebbe durata vent’anni. A ventiquattro anni, durante un soggiorno nella spoglia isola di Helgoland, nel Mare del Nord, sviluppò la meccanica delle matrici, la prima formulazione concettualmente autonoma e logicamente coerente della meccanica quantistica, che interpreta le proprietà fisiche delle particelle come matrici matematiche che si evolvono nel tempo. Tre anni dopo formulò una conseguenza di questa teoria che avrebbe cambiato il modo di vedere la realtà fisica e che gli sarebbe valsa il Nobel: il principio di indeterminazione. Secondo questo principio, non è possibile misurare contemporaneamente e con estrema esattezza le proprietà che definiscono lo stato di una particella elementare: l’atto stesso della misura produce di per sé delle variabili non calcolabili, e dunque un’indeterminazione che non si può eliminare. Nel mondo microscopico, quindi, bisogna introdurre il concetto di probabilità relativo ai fenomeni che si studiano. Heisenberg diede anche contributi alle teorie dei campi, del ferromagnetismo, delle interazioni nucleari. Durante la Seconda guerra mondiale rimase in Germania ma non è certo quale sia stato il suo reale contributo allo sviluppo dell’arma atomica, che peraltro non vide mai la luce.

1482: Renato Dulbecco

Il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina 1975 è stato assegnato congiuntamente a David Baltimore, Renato Dulbecco e Howard Martin Temin «per le loro scoperte riguardanti l’interazione tra virus tumorali e materiale genetico della cellula».
Renato Dulbecco è stato il pioniere delle ricerche di biologia molecolare in un’epoca in cui queste erano ancora agli albori. Allievo dell’istologo Giuseppe Levi a Torino, si trovò fianco a fianco con i futuri Nobel Salvador Luna e Rita Levi-Montalcini. Finito il tirocinio, il primo andò negli Stati Uniti dove poi lo invitò a trasferirsi; la seconda lo convinse ad accettare questa opportunità, cosicché j due scienziati partirono insieme alla volta degli Stati Uniti, dove le loro strade si divisero. Dulbecco fece subito parlare di sé ideando una tecnica per riconoscere le cellule infettate dai virus, cosa che trasformò la virologia da scienza descrittiva a quantitativa. Poi i suoi studi fornirono il primo indizio sulla natura genetica del cancro, scoprendo come un virus tumorale colpisce una cellula inserendo i suoi geni nei cromosomi di questa per farla crescere in modo incontrollato. Per la prima volta si ebbe la prova che il cancro insorge quando i geni della cellula vengono mutati o associati a quelli di un virus. Per queste ricerche Dulbecco fu insignito del Nobel insieme a Howard Temin, un ex allievo, e David Baltimore. Successivamente gli interessi di Dulbecco si spostarono sulla genesi dei tumori umani e in particolare sul cancro alla mammella e anche qui usò una tecnica innovativa per individuare le cellule mutate. In generale, questi studi hanno contribuito alla conoscenza dell’origine del cancro, e indicato nuove direzioni nella terapia.

1483: Otto Hahn

Il Premio Nobel per la Chimica 1944 fu assegnato a Otto Hahn «per la sua scoperta della fissione dei nuclei pesanti».
Nato nel 1879, ii chimico tedesco Otto Hahn fin da giovane si occupò di radioattività, scoprendo nuove sostanze attive (isotopi del torio e dell’attinio) e studiando le radiazioni da questi emanate. Nel 1907 arrivò dall’Austria una fisica, Lise Meitner, con la quale Hahn avrebbe lavorato per oltre trent’anni sulle radiazioni nucleari e poi sugli sviluppi della radioattività artificiale, ottenuta da Frédéric e Irène Joliot-Curie bombardando i nuclei atomici con raggi alfa e da Enrico Fermi attraverso le collisioni fra neutroni e atomi di uranio. A seguito di questi ultimi esperimenti, la scissione dell’atomo iniziò a diventare una prospettiva concreta, cosicché Hahn, Meitner e il loro collega Fritz Strassmann iniziarono a lavorare sull’irradiazione di uranio e torio con neutroni, finché alla fine del 1938 Hahn e Strassmann (Meitner era dovuta fuggire dalla Germania a seguito delle persecuzioni naziste) ottennero una vera e propria fissione nucleare trasformando l’atomo di uranio in due atomi molto più piccoli, ma senza poterlo dimostrare. Fu così Lise Meitner a formulare la teoria della fissione nucleare con la conseguente produzione di energia.
Ma di questo gruppo solo Hahn ebbe il Nobel nel 1944 per la fissione dell’uranio. Il chimico tedesco riuscì a non comunicare i suoi esperimenti alle autorità tedesche e, dopo lo scoppio della prima bomba atomica, divenne uno strenuo oppositore degli usi militari dell’energia nucleare.
E continuò a studiare la produzione e la separazione di molti tipi di atomi che si formano tramite fissione.

1484: Svante Paabo

L’Assemblea Nobel dei Karolinska Institutet decise di assegnare il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina 2022 a Svante Pääbo «per le sue scoperte sui genomi degli ominidi estinti e sull’evoluzione umana».
Con Svante Pääbo è nata la paleogenomica, la scienza che da frammenti di DNA prelevato da resti anche antichissimi dei nostri progenitori fornisce una serie di elementi certi sull’evoluzione dell’essere umano. Confermando o smentendo le ricostruzioni fatte attraverso l’esame tradizionale dei resti di individui di migliaia e migliaia di anni fa. Si tratta di carte d’identita genetiche, anche se incomplete, attraverso le quali si possono ricavare le migrazioni e gli incroci delle popolazioni che sono passate nei vari continenti del nostro pianeta, a partire da quasi 800.000 anni fa. Pääbo, che di questa scienza è stato il fondatore e attualmente è il principale ricercatore, si è concentrato sui neandertal, la specie di Homo comparsa 400.000 anni fa in Eurasia e poi estintasi 30.000 anni fa, tanto da essere considerata un “ramo secco”. Anche se i neandertal non hanno avuto una discendenza diretta, il loro DNA continua a esistere, perché a suo tempo è passato alle popolazioni con cui è stato in contatto e di cui noi siamo i pronipoti, visto che ancora oggi ha una piccola parte del nostro patrimonio genetico. La paleogenomica di Paabo non è soltanto uno strumento di conoscenza, ma può rivelare molto dello sviluppo della nostra specie anche per quanto riguarda alcuni fattori genetici che possono influenzare la risposta ad alcune malattie o farmaci. E questa ricerca è soltanto agli inizi.

1485: Saul Perlmutter

Il Premio Nobel per la Fisica dei 2011 fu diviso; una metà fu assegnata a Saul Perlmutter, l’altra meta congiuntamente a Brian P. Schmidt e Adam G. Riess «per la scoperta dell’espansione accelerata dell’universo attraverso osservazioni di supernove distanti».
Da quando sono iniziate le ricerche di astrofisica sull’universo, un secolo fa, si sono susseguiti osservazioni e modelli matematici sulla sua struttura e sulla sua evoluzione. Da un universo stazionario, immobile, si è passati a un universo in espansione nato dal Big Bang; poi altre scoperte hanno portato alla fine del XX secolo all’opinione condivisa che il cosmo stia invece rallentando. Proprio per confermare quest’ultima teoria, Saul Perlmutter ha iniziato negli anni Ottanta una vasta ricerca internazionale per trovare una dimostrazione inoppugnabile attraverso un metodo innovativo per studiare le supernove, stelle morenti che all’improvviso esplodono emettendo energie inimmaginabili. Il risultato, annunciato nel 1998, è stato sorprendente: l’universo non solo non decelera la sua espansione ma addirittura la sta accelerando. All’identico risultato è giunto un altro gruppo rivale di ricercatori diretto da Brian Schmidt e Adam Riess. A questo punto la comunità scientifica ha accettato tali conclusioni, tanto da attribuire il Nobel per la fisica 2011 a Perlmutter (per la metà) e agli altri due ricercatori. Ma soprattutto è nata una domanda: perché il cosmo accelera? E quale entità fisica lo fa comportare così? Gli scienziati lavorano per cercare una spiegazione.

1486: Fotografia astronomica

Lo spettacolo della Via Lattea, i dettagli della superficie lunare, i colori di una supernova o di una nebulosa, gli scintillanti ammassi di stelle e galassie distanti migliaia di anni luce dalla Terra: questi e molti altri sono i soggetti della fotografia astronomica. In questo manuale Luca Fornaciari, astrofotografo e divulgatore di successo, spiega come riuscire a ottenere incredibili scatti della profondità del cosmo. Si parte con un’introduzione alle nozioni tecniche di base e alla conoscenza del cielo notturno, per poi passare a illustrare i tre rami in cui si divide questo genere: la fotografia paesaggistica notturna, l’imaging planetario e l’astrofotografia deep sky. Vengono quindi descritte le attrezzature necessarie e spiegate le fasi della progettazione dello scatto, della ripresa e della post-produzione. Un manuale completo e ricco di immagini spettacolari, adatto a chi — principiante o professionista — vuole fotografare le meraviglie dei cielo stellato e del corpi celesti.

ARGOMENTI IN BREVE:
. Apprendere le basi della fotografia astronomica
. Conoscere il cielo notturno e i corpi celesti
. Scoprire i diversi tipi di attrezzatura necessaria
. Impostare la fotocamera e gli accessori
. Realizzare star trail
. Fotografare la Via Lattea
. Ottenere immagini dettagliate di Luna, Sole e pianeti
. Calibrare l’attrezzatura per l’astrofotografia deep sky
. Imparare le tecniche di scatto e post-produzione

1487: Kary B. Mullis

Il Premio Nobel per la Chimica del 1993 fu assegnato «per i contributi allo sviluppo di metodi nell’ambito della chimica basata sul DNA» congiuntamente per metà a Kary B. Mullis «per la sua invenzione del metodo della reazione a catena della polimerasi (PCR)» e per metà a Michael Smith «per i suoi contributi fondamentali all’istituzione della mutagenesi sito-specifica basata sugli oligonucleotidi e al suo sviluppo per gli studi sulle proteine».
Tra tutti gli scienziati vincitori del Nobel, il più anticonformista, visionario e poliedrico è stato Kary Mullis, soprannominato “lo scienziato hippy”, ideatore della rivoluzionaria reazione a catena della polimerasi (PCR), la “fotocopiatrice di DNA” che ha trasformato il mondo della biologia molecolare, della genetica, della medicina, della paleontologia e della scienza forense. Fino a quel momento i metodi per ottenere una sequenza specifica di DNA in quantità sufficienti per le più diverse applicazioni erano difficili, dispendiosi in termini di tempo e costosi. Dopo una lunga serie di diverse attività non solo scientifiche, Mullis ideò una tecnica che imita il processo naturale di duplicazione del DNA nelle cellule ma riferito alla sola sequenza che si desidera studiare. I due filamenti dei DNA vengono usati come stampo e grazie a un enzima, la polimerasi, ogni filamento produce il suo complementare ottenendo così due sequenze di DNA. Ripetendo il ciclo che dura pochi minuti, la quantità di DNA aumenta in modo esponenziale: dopo circa trenta cicli si ottiene più di un miliardo di copie della sequenza di DNA originale. In realtà Mullis non si è occupato solo di scienza: ha fatto tanti mestieri diversi e ha dedicato buona parte del suo tempo al surf, ai viaggi con l’LSD, alla ricerca di alieni, alle ragazze «vestite soltanto di luce». Negli ultimi tempi fu un negazionista del virus HIV come causa dell’AIDS, dei cambiamenti climatici, del buco nell’ozono.

1488: Max Plank

Nato a metà Ottocento, Max Planck rivoluzionò il mondo della fisica del XX secolo fino ai giorni nostri, aprendo la strada alla teoria dei quanti. Nel 1900 trovò la soluzione a un problema che la meccanica classica, la termodinamica e l’elettromagnetismo non riuscivano a descrivere teoricamente, ovvero come l’energia della radiazione emessa da un corpo nero si distribuisce tra le diverse lunghezze d’onda. Questa ricerca lo condusse a proporre un idea “rivoluzionaria” la radiazione e la materia scambiano energia tramite pacchetti discreti, i quanti. Il singolo quanto, indivisibile, ha un’energia pari al prodotto tra una costante universale, poi detta costante di Planck, e la frequenza della radiazione. Lo stesso scienziato non fu subito consapevole della portata della scoperta e la considerò una visione «puramente formale»; in realtà, il concetto che l’energia, al pari della materia, avesse una struttura atomistica portò Einstein nel 1905 alla spiegazione dell’effetto fotoelettrico e diede il via allo sviluppo della meccanica quantistica. Il Premio Nobel per la Fisica dcl 1918 venne assegnato a Max Karl Ernst Ludwig Planck «in riconoscimento dci servizi resi al progresso della fisica con la sua scoperta dei quanti di energia». Planck affrontò anche la politica nazista difendendo, per quanto possibile, la comunità scientifica tedesca (e non solo) contro la persecuzione antiebraica e soffrendone in prima persona le conseguenze: suo figlio Erwin fu giustiziato per aver preso parte al complotto antihitleriano dcl 1944.

1489: Ernico Fermi

Enrico Fermi, uno dei più grandi fisici del Novecento, è passato alla storia come il padre dell’energia nucleare. A venticinque anni fu il primo docente italiano di fisica teorica e con il suo gruppo di fisici, “i ragazzi di via Panisperna”, compì le ricerche sulla radioattività artificiale. Con due colpi di genio, capì che per bombardare i nuclei non bisognava usare come proiettili particelle cariche — a differenza di quanto si faceva perché sarebbero state respinte dal nucleo da bersagliare, ma neutroni, che non hanno carica elettrica; poi, che occorreva rallentarli, in modo che fosse maggiore la probabilità di essere catturati. In tal modo ottenne la prima fissione dell’uranio. Per questi fondamentali lavori sui neutroni ebbe, nel 1938, il premio Nobel per la fisica «per le sue dimostrazioni dell’esistenza di nuovi elementi radioattivi prodotti dall’irradiazione di neutroni, e per la relativa scoperta delle reazioni nucleari provocate dai neutroni lenti». Da Stoccolma, dove era giunto con la famiglia, temendo ripercussioni delle leggi razziali nei confronti della moglie Laura, ebrea, si imbarcò direttamente per gli Stati Uniti. A Chicago realizzò nel 1942 la prima pila atomica, cioè il primo generatore di energia da fissione nucleare attraverso una reazione a catena. Fu poi un personaggio chiave del progetto Manhattan, che doveva portare alla realizzazione della prima bomba atomica. Fermi scrisse altri due capitoli essenziali della fisica: gettò le basi della teoria statistica sulla distribuzione dell’energia delle particelle fondamentali con spin semi-intero, poi chiamata di Fermi-Dirac, e la teoria sul decadimento beta dei nuclei radioattivi, in cui per la prima volta si presuppose l’esistenza del neutrino.

1490: Emmanuelle Charpentier, Jennifer Doudna

Da tempo le tecnologie di ingegneria genetica vengono usate per modificare il DNA delle cellule per scoprire come funzionano i processi della vita e per sviluppare nuove armi terapeutiche per diagnosticare e curare malattie. Finora queste tecniche richiedevano tempi lunghi e costi elevati; inoltre i risultati non erano sempre precisi e talvolta apparivano impossibili da raggiungere. Ma alcuni anni fa una scoperta casuale in microbiologia ha permesso di individuare un sistema, prima sconosciuto, con il quale i batteri riescono a disarmare i virus che li infettano, riuscendo a identificare le sequenze di DNA virale e distruggendole. Tale scoperta, compiuta dalla francese Emmanuelle Charpentier, è stata poi sviluppata con la collega statunitense Jennifer Doudna, mettendo a punto una tecnica chiamata CRJSPR-Cas. Con queste “forbici genetiche” e una sorta di “copia e incolla” è possibile in tempi brevi riscrivere la parte del codice genetico del DNA come se fosse un testo, con grande precisione e in maniera relativamente semplice, per innumerevoli scopi. Premiati con il Nobel per la chimica 2020 «per lo sviluppo di un metodo per l’editing dei genoma».
Si tratta di una tecnologia genetica estremamente potente, da utilizzare, per esempio, per analizzare sistematicamente le funzioni geniche nelle cellule degli organismi viventi fino ai mammiferi, studiare le possibili modifiche del genoma, individuare la progressione di tumori o di altre malattie e potenzialmente correggere le mutazioni genetiche responsabili di disturbi ereditari. Tutto ciò pone anche problemi etici che è necessario analizzare con grande consapevolezza e attenzione.