Hans Albrecht Bethe

Figlio di Albrecht, un professore di fisiologia, protestante, e di Anna, ebrea convertita al luteranesimo, nacque a Strasburgo, allora parte dell’Impero Tedesco. Frequentò le scuole primarie a Kiel e quindi il Goethe Gymnasium a Francoforte nel 1915.

Dimostrò grandi capacità, soprattutto nel calcolo, e questo gli permise di entrare all’Università di Francoforte dal 1924 al ’26. Passò quindi a Monaco per studiare con Arnold Sommerfeld, sotto la cui guida consegui il Dottorato in fisica nel 1928.

Dopo incarichi di insegnamento a Francoforte e Strasburgo fu assunto come libero docente all’Università di Monaco nel 1930 e soggiornò per periodi di studio a Cambridge e Roma nel ’31 e ’32, dove lavorò con Enrico Fermi.

Insieme a Sommerfeld pubblicò "Elektronen-theorie der Metalle" e nel 1933 era già considerato, a 27 anni, uno dei più brillanti fisici della sua generazione.

Nel 1932 ottenne un posto di Professore Assistente a Tubingen, ma l’anno dopo con l’avvento del nazismo e delle leggi razziali dovette lasciarlo perché la madre era ebrea. Grazie a Sommerfeld, che si adoperò per procurargli un posto all’estero, si recò a Manchester e poi a Bristol, dove rimase fino al 1935 quando si trasferì alla Cornell University a Ithaca, New York, che sarebbe diventata la sua casa per i successivi settant’anni.

In questi anni si dedicò alla fisica nucleare, insieme a Peierls, e dal 1935 al ’38 pubblicò una serie di tre lavori con Robert Bacher e Stanley Livingston, noti come “la Bibbia di Bethe”, che furono usati come libro di testo da generazioni di fisici nucleari.

Il suo interesse per i nuclei lo portò a studiare le reazioni di nucleosintesi che forniscono l’energia delle stelle, sia le reazioni protone-protone che avvengono nel Sole e nelle stelle meno brillanti, sia le reazioni carbonio-azoto nelle stelle più brillanti. Per questa sua teoria, ora nota come Ciclo di Bethe, ottenne il Premio Nobel del 1967.

La motivazione del premio afferma: ‘la soluzione della fonte di energia delle stelle è una delle più importanti applicazioni della fisica fondamentale dei giorni nostri, che ha portato ad una profonda evoluzione della nostra conoscenza dell’universo’. In tale occasione si disse dispiaciuto, ma non sorpreso, che in quell’anno il premio per la pace non fosse stato assegnato.

A Strasburgo era stato assistente del fisico Paul Ewald, professore di fisica teorica noto per i lavori sui raggi X, e dieci anni dopo ne sposò la figlia Rose, laureata a Cornell nel 1941, che gli diede un figlio Henry e una figlia Monica.

All’inizio della guerra fu chiamato al Radiation Laboratory del MIT per studi sul radar e fece parte del gruppo di consiglieri del Comitato di Ricerca della Difesa istituito dopo l’appello di Leo Szilard e altri scienziati, preoccupati dalla possibilità che gli scienziati tedeschi sviluppassero armi nucleari.

Nel 1942 fu invitato a Berkeley al seminario organizzato da Oppenheimer per studiare la realizzabilità di una bomba nucleare che diede la base scientifica al ‘Progetto Manhattan’.

Quando il progetto iniziò i suoi lavori a Los Alamos, Teller convinse il riluttante Bethe a partecipare e Oppenheimer lo pose subito a capo della Divisione Teorica dove, oltre a sovrintendere ai lavori, si occupò direttamente dei problemi dell’idrodinamica dell’implosione.

Dopo la guerra, tornato a Cornell, si adoperò pubblicamente per il controllo civile dell’energia atomica, con udienze al Senato, conferenze, interviste e articoli sui pericoli di una guerra nucleare.

Tornò anche alla ricerca, dando per la prima volta nel 1947 un calcolo teorico del Lamb shift in elettrodinamica quantistica, e all’insegnamento, dal quale si ritirò solo nel 1975. Ebbe numerosi allievi tra i quali l’astrofisico Edwin Salpeter col quale collaborò in seguito (equazione di Bethe-Salpeter), o Freeman Dyson, che ricorda come le lezioni continuassero anche dopo la pausa pranzo fino a che l’argomento fosse esaurito.

Convinse anche i più brillanti giovani fisici che erano a Los Alamos, tra essi Richard Feynman e Robert Wilson, a trasferirsi a Cornell che divenne così il centro mondiale della fisica delle particelle elementari e della nuova elettrodinamica quantistica. Insieme a Schweber e De Hoffmann scrisse il fondamentale trattato Mesons and Fields (1956).

A sua insaputa nel 1948 fu coinvolto da Gamow nella pubblicazione di un lavoro sulla nucleosintesi primordiale o cosmologica insieme a Alpher, noto come teoria αβγ, dai nomi di Alpher, Bethe, Gamow.

Si allontanò da Cornell solo per periodi sabbatici a Cambridge, al CERN, alla Columbia University e a Copenhagen.

Dopo il test della bomba atomica sovietica, costruita grazie ai piani forniti da Klaus Fuchs, gli Stati Uniti partirono col programma per la costruzione di una bomba all’idrogeno e Teller cercò ancora di convincere Bethe a partecipare al progetto, ottenendo un iniziale fermo rifiuto, motivato dalla opposizione di principio a costruire armi di tale potenza e anche dalla convinzione che non si potesse praticamente realizzare. Dopo lo scoppio della guerra di Corea si unì al progetto proprio allo scopo di dimostrarne l’infattibilità e in effetti l’idea originale di Teller si dimostrò sbagliata, ma quando Teller e Ulam nel 1951 dimostrarono che l’innesco della reazione di fusione era possibile, si dedicò completamente alla causa: ‘penso che la cosa si possa fare e, se si può fare, dobbiamo avere paura che la possano fare i sovietici’.

La prima bomba all’idrogeno, Mike, fu provata il 1° novembre 1952 e anche se si trattava di un test di fusione termonucleare più che di una bomba vera e propria, aprì una nuova era.

Ancora una volta Bethe impegnò tutte le sue forze per la causa del disarmo nucleare; come membro del Comitato scientifico di consulenza di Eisenhower, nel 1956 propose un bando dei test nucleari in atmosfera, poi realizzato col Trattato di non proliferazione nucleare firmato da Kennedy nel 1963.

Ancora si adoperò per la firma del Trattato sui missili balistici del 1972 e si oppose fermamente alla Iniziativa di Difesa Strategica di Ronald Reagan, comunemente nota come ‘Guerre stellari’. Nel 1999, a 93 anni, si battè con forza, con una lettera al Presidente, contro la decisone del Senato di respingere il Trattato di bando totale delle armi nucleari.

Oltre alle ricerche sulla fisica nucleare, si occupò di fisica atomica, calcolando le sezioni d’urto delle collisioni tra particelle e atomi e quindi il potere di frenamento della materia, e con Heitler il bremsstrahlung di elettroni relativistici e la produzione di coppie elettrone-positrone da parte di raggi gamma. Diede anche contributi in fisica dello stato solido e teoria dei metalli e leghe e in fisica delle particelle sullo scattering di pioni e la loro produzione.

Dopo il pensionamento si dedicò all’astrofisica, con Bahcall, cercando di spiegare perché il Sole produca meno neutrini del previsto. A 83 anni si iscrisse al corso di Gerald E. Brown all’Università di Stony Brook per imparare la teoria di gauge su reticolo, affermando: mi interessa sempre imparare cose nuove! In seguito i due pubblicarono vari lavori di astrofisica.

Passati i novant’anni, nonostante una grave malattia degenerativa avesse colpito il braccio sinistro, continuava ad andare giornalmente al suo studio del campus di Cornell, dopo avere preso il suo quotidiano bagno caldo di 45 minuti che serviva a rimettere a posto le idee che durante il sonno si mescolano nella mente. Continuava a fare calcoli col suo vecchio regolo calcolatore di studente!

Appassionato di montagna, trascorreva le sue vacanze estive sulle Montagne Rocciose o sulle Alpi Svizzere, e di francobolli, un hobby che coltivò sino alla morte, così come la sua passione per le letture storiche.

Oltre al Nobel ha ottenuto numerosi altri riconoscimenti, come la Medaglia Max Planck e il Premio Fermi.

In occasione dei festeggiamenti per i sessant’anni a Cornell, nel 1995, il suo allievo e collaboratore John Bahcall, di Princeton, affermò: "se si guarda ai suoi tanti lavori, in campi così diversi, si potrebbe credere che in realtà si tratti di molte persone che firmano con lo stesso nome".