Biografia Biografia di Danilo Domenici
1927 Premio Nobel per la Fisica
(1892-1962)
Arthur Holly Compton nacque a Wooster, in Ohio, il 10 settembre 1892.
Suo padre era professore di filosofia e rettore del College di Wooster, dove Arthur si laureò nel 1913. Si trasferì poi all’Università di Princeton per il dottorato di ricerca.
Da giovane era appassionato di astronomia. Fotografò con i mezzi dell’epoca il passaggio della cometa di Halley del 1910. Nell’ultimo anno di università ideò un congegno, oggi noto come “generatore di Compton”, consistente in un tubo ricurvo in cui fluisce dell’acqua, dal cui moto si può dedurre la rotazione terrestre.
Dopo la Grande Guerra vinse una delle due borse di studio del National Research Council per studiare all’estero. Scelse il Laboratorio Cavendish dell’Università di Cambridge, in Inghilterra, dove studiò la diffusione e l’assorbimento di raggi-gamma insieme al figlio di J.J. Thomson.
Tornato in America, nel 1920 divenne professore e direttore del dipartimento di fisica all’Università di St.Louis. Qui nel 1922 fece un esperimento in cui trovò che la lunghezza dei raggi-X che hanno colliso con elettroni liberi è maggiore rispetto alla loro lunghezza d’onda iniziale. Secondo l’ipotesi dei quanti di Planck questo implica una perdita di energia che viene trasferita all’elettrone. Compton pubblicò un articolo su Physical Review nel 1923 in cui per spiegare il fenomeno osservato attribuiva ai quanti di raggi-X una quantità di moto propria delle particelle, in modo simile a quanto aveva fatto Einstein nel 1905 per spiegare l’effetto fotoelettrico. Compton derivò la relazione matematica tra la diminuzione di energia dei quanti e l’angolo di diffusione, ipotizzando che un quanto interagisce solo con un elettrone. Ciò dimostrava definitivamente la doppia natura ondulatoria e corpuscolare della radiazione elettromagnetica. Per la scoperta dell’Effetto Compton egli vinse il premio Nobel per la fisica nel 1927.
Nel 1923 si era nel frattempo trasferito all’Università di Chicago, dove rimase professore di fisica per 22 anni. Qui Compton scoprì il fenomeno della riflessione totale dei raggi-X e la loro polarizzazione completa, che portarono ad un nuovo metodo per la determinazione del numero di elettroni nell’atomo. Fu anche il primo ad ottenere spettri di raggi-X da reticoli e a misurarne la lunghezza d’onda. Questo portò ad una più precisa stima del numero di Avogadro e una conseguente revisione del valore della carica elettrica unitaria che era stata misurata da Millikan.
Dall’inizio degli anni ‘30 si interessò di raggi cosmici. A quel tempo era nota la loro esistenza, ma non ancora la loro origine. Misurando la conducibilità elettrica di una sfera di argon compresso, Compton mappò il flusso di raggi cosmici a varie latitudini in tutto il globo, facendo misure tra Europa, India, Messico, Perù e Australia. Osservò che le variazioni di intensità erano legate alla latitudine geomagnetica, più che a quella geografica, concludendo che la componente principale dei raggi cosmici fosse costituita da particelle cariche che venivano deviate dal campo magnetico della Terra.
Nel 1941 fu nominato a capo del “Comitato per la valutazione dell’uso dell’energia atomica in guerra” da parte della National Academy of Sciences. Compton produsse un report nel quale prevedeva possibile lo sviluppo di armi radiologiche, di propulsione nucleare per le navi da guerra e di ordigni nucleari usando l’uranio-235 oppure il plutonio. Successivamente chiamò Enrico Fermi, suo collega professore all’Università di Chicago, a dirigere il progetto per la realizzazione del primo reattore nucleare. Il Chicago Pile-1 fu costruito sotto le gradinate dello stadio di football dell’università e divenne critico il 2 dicembre 1942, dimostrando la possibilità di creare una reazione nucleare a catena autoalimentata. Poche ore dopo Compton fece questa telefonata in codice a James Conant, presidente del National Defense Research Committee, per metterlo al corrente del successo ottenuto:
Compton: il navigatore italiano è appena sbarcato nel Nuovo Mondo
Conant: i nativi erano amichevoli?
Compton: tutti sono sbarcati salvi e felici
Successivamente gli fu affidata la direzione del Metallurgical Laboratory di Chicago per lo studio di fattibilità di una bomba al plutonio, con lo scopo di realizzare reattori per trasformare uranio in plutonio, trovare metodi chimici per separare il plutonio dall’uranio, e progettare un metodo di detonazione. Più tardi il laboratorio confluì nel Progetto Manhattan al Laboratorio di Los Alamos diretto da Robert Oppenheimer, e Compton continuò a seguire la produzione di plutonio al sito di Hanford. Nel 1945, insieme a Lawrence, Fermi, Oppenheimer e altri, fu nel panel di scienziati che raccomandò l’utilizzo degli ordigni nucleari contro il Giappone.
Dopo la guerra tornò all’Università di St.Louis, dove divenne rettore. Fu criticato per le sue politiche di integrazione razziale troppo timide, con il risultato che la sua università fu l’ultima degli USA ad aprire le porte agli afro-americani.
Nel 1956 pubblicò il libro “Atomic Quest”, che racconta i suoi anni nel Progetto Manhattan.
Morì a Berkeley, in California, il 15 marzo 1962.