Biografia di Danilo Domenici
1918 Premio Nobel per la Fisica
(1858-1947)
Marx Karl Ernst Ludwig Planck nacque a Kiel il 23 aprile 1858. Anche se fu battezzato col nome di Marx, dall’età di 10 anni cominciò a firmarsi Max e usò questo nome per tutta la vita.
La sua famiglia si trasferì a Monaco nel 1867, dove studiò ed iniziò a mostrare interesse per la fisica. Il suo professore di liceo gli sconsigliò la materia, sostenendo che “in fisica è stato già tutto scoperto”, ma Plack rispose che lui non voleva scoprire cose nuove ma solo capire i fondamenti della materia. Così studiò fisica all’Università di Monaco e di Berlino, dove ebbe come professori Hermann von Helmholtz, Gustav Kirchhoff e Karl Weierstrass. Tuttavia trovò le loro lezioni piuttosto noiose, e iniziò a studiare da solo gli scritti di Clausius, che lo portarono a scegliere la termodinamica come campo di interesse.
Nel 1880 ottenne il dottorato con la tesi “Stati di equilibrio di corpi isotropi a diverse temperature”, e divenne assistente professore a Monaco, per poi spostarsi all’Università di Kiel dove ottenne una cattedra. Nel 1897 pubblicò un “Trattato sulla termodinamica”, in cui un ruolo centrale era occupato dal concetto di entropia.
Nel 1889 fu nominato successore di Kirchhoff all’Università Friedrich-Wilhelms di Berlino, dove fu uno dei pochissimi fisici teorici. Tra i suoi studenti ci fu Lise Meitner, che giudicò le sue lezioni “asciutte e impersonali”.
Nel 1894 iniziò ad occuparsi al problema della radiazione di corpo-nero, enunciato anni prima da Kirchhoff: qual è la relazione tra l’intensità della radiazione elettromagnetica emessa da un assorbitore perfetto (corpo-nero), la sua frequenza e la temperatura del corpo? Nel 1896 Wilhelm Wien aveva proposto un’approssimazione che prediceva correttamente il comportamento ad alte frequenze, ma falliva a basse frequenze. La legge di Rayleigh-Jeans al contrario era in accordo con i dati sperimentali a basse frequenze, ma ad alte frequenze creava la cosiddetta “catastrofe ultravioletta”. Planck presentò la sua legge della radiazione di corpo-nero nel 1900 alla Società di Fisica Tedesca (Deutsche Physikalische Gesellschaft): l’assunzione centrale, oggi nota come “postulato di Planck”, era che l’energia elettromagnetica può essere emessa solamente in forma quantizzata, cioè deve essere un multiplo intero di una quantità elementare:
E = hν
dove h è la Costante di Planck, nota anche come “quanto di azione”, e ν è la frequenza della radiazione.
All’inizio Planck considerava la quantizzazione una “pura assunzione formale”. Oggi sappiamo che si tratta invece di un fenomeno fisico reale, e la sua scoperta segna la nascita della fisica quantistica. Anche l’ipotesi dei “quanti di luce” formulata da Einstein nel 1905, fu rifiutata da Planck, che non accettava di abbandonare la teoria di Maxwell, per tornare indietro di secoli, alla teoria particellare della luce di Newton.
Nel 1911 Planck e Nernst organizzarono a Bruxelles la prima Conferenza Solvay, dove Einstein riuscì a convincerlo della validità dell’ipotesi dei quanti, utilizzando l’esempio dell’anomalia dei calori specifici a basse temperature. Planck e Einstein divennero poi colleghi a Berlino e cari amici, frequentandosi spesso per suonare insieme.
Dopo la guerra, nel 1918, Planck fu insignito del premio Nobel per la fisica. A questo punto era la più eminente personalità della fisica tedesca e pienamente consapevole della portata storica del suo lavoro. A metà degli anni ‘20 era membro dell’Accademia Prussiana delle Scienze, della Società di Fisica Tedesca e della Kaiser Wilhelm Society (che nel 1948 diventerà la Max Planck Society).
Non fu mai d’accordo con l’interpretazione di Copenaghen della meccanica quantistica fatta da Bohr, Heisenberg e Pauli, secondo la quale la natura è intrinsecamente probabilistica. Confidò che la meccanica ondulatoria di Schrodinger avrebbe reso la sua ipotesi quantistica non più necessaria.
Nel 1938 si dimise per protesta dall’Accademia Prussiana quando questa fu inglobata nel processo di totalitarismo del Partito Nazista. Nel 1944 suo figlio Erwin fu arrestato e impiccato per aver partecipato al tentato omicidio di Hitler. Ciò fece cadere Planck in una profonda depressione, fino alla sua morte, avvenuta a Gottinga il 4 ottobre 1947, all’età di 89 anni.