Robert Andrews Millikan

Figlio di un pastore protestante la cui famiglia, di origine scozzese, proveniva dal primo ceppo di emigrati nel New England nel 1750, poi pionieri nel Midwest. Trascorre l’infanzia nella provincia rurale americana, frequentando le scuole superiori dove preferisce lo studio del greco e della matematica e si appassiona alla fisica solo a 23 anni, quando apprende da autodidatta la fisica elementare. Studia quindi alla Columbia University, ed ottiene il dottorato nel 1895.

Si reca un anno a Berlino e a Gottinga (all’epoca era praticamente un obbligo per ogni fisico) per perfezionarsi, prima di essere invitato da A. A. Michelson all’Università di Chicago dove, durante i primi anni, si dedica soprattutto alla didattica, scrivendo testi di fisica, molto apprezzati per la ricerca della semplicità, che hanno educato generazioni di americani:

A College Course of Laboratory Experiments in General Physics, con S. W. Stratton (1898)
Mechanics, molecular physics and heat (1902) ⧉
A First Course in Physics, con H. G. Gale (1906) ⧉
A Laboratory Course in Physics for Secondary Schools, con H. G. Gale (1907) ⧉
A short university course in electricity, sound, and light con J. Mills (1908) ⧉
Practical Physics (1920)
The electron (1917, 1924, 1935) ⧉
Cosmic rays (1935, 1939) ⧉ (in italiano: Raggi cosmici, 1941).
Poco prima della morte pubblica Electrons (+ and –), Protons, Photons, Neutrons, Mesotrons, and Cosmic Rays (1947).

L’essere un eccellente insegnante tuttavia (allora come adesso) non viene valutato come la ricerca e solo a 38 anni ottiene un posto di Professore associato (quando la media dei suoi colleghi ricercatori otteneva allora un posto di Ordinario a 30 anni!). Si rende quindi conto, come dirà più tardi, che all’età di quasi quarant’anni non ha ancora raggiunto nessun risultato importante come ricercatore: comincia allora, a partire dal 1909, una serie di esperimenti mirati a determinare la carica dell’elettrone, scoperto una dozzina di anni prima.

Nel 1910 ottiene i risultati decisivi col famoso ed elegante metodo della “gocciolina d’olio” dimostrando che la carica elettrica è sempre un multiplo della stessa quantità elementare. Il valore da lui ottenuto per la carica di e, messo nella formula di Bohr per lo spettro dell’atomo di idrogeno, dava un esatto valore per la costante di Rydberg, prima prova sperimentale convincente della validità della teoria di Bohr dell’atomo quantico.

Nel 1915-16, misurando la frequenza della luce incidente e l’energia degli elettroni prodotti nell’effetto fotoelettrico, ottiene la prima misura accurata della costante di Planck h e dimostra, contro le sue stesse aspettative, la validità dell’equazione di Einstein, senza tuttavia essere immediatamente convinto dell’esistenza dei fotoni.

Per queste ricerche gli verrà conferito nel 1923 il Premio Nobel per la Fisica.

I suoi successivi studi sul moto browniano delle molecole dei gas pongono definitivamente fine alla annosa controversia sulla teoria cinetica e atomica della materia.

Durante la Prima Guerra Mondiale, si occupa di problemi scientifici di interesse militare, come il rilevamento di sottomarini e la meteorologia e soprattutto conosce l’astrofisico G. E. Hale che a tutti i costi lo vuole a dirigere il nascente California Institute of Technology a Pasadena. Sotto la sua guida, durata dal 1921 fino al 1946, e con la sua opera di raccolta di fondi a favore della ricerca, il Caltech diventa ben presto uno dei centri di eccellenza degli Stati Uniti. È anche grazie alla sua fama e alle sue capacità organizzative se, da allora in poi, divenne “obbligatorio” per ogni fisico atomico europeo un periodo di studio e ricerca negli Stati Uniti, invertendo la tendenza opposta.

Dal 1920 al 1923 si dedica a ricerche (con Ira Bowen) sulle regioni estreme dello spettro ultravioletto e sull’assorbimento dei raggi X. In seguito si occupa dello studio di quelli che lui chiamò “raggi cosmici” (venne anche proposto il nome di “raggi Milllikan”) eseguendo misure, tra la profondità di 20 m sotto il livello del mare e l’altezza di 16.000 m nel corso di spedizioni scientifiche in Australia e in India; in questo modo verificherà la variazione dell’intensità di tali raggi con l’altitudine. Tuttavia non capì la vera natura di questi raggi.

È stato presidente della American Physical Society e vicepresidente dalla AAAS (American Association for the Advancement of Science), ha rappresentato l’America al Congresso Solvay del 1921 ed è praticamente stato il portavoce della fisica americana in quel periodo. Ha avuto decine di lauree honoris causa e i più prestigiosi riconoscimenti scientifici (tra cui il premio Edison della AIEE, la medaglia della Royal Society, la Legion d’Onore francese e l’Ordine di Giada cinese!).

Nel 1902 aveva sposato Greta Erwin Blanchard, dalla quale avrà tre figli Clark Blanchard, Glenn Allen, e Max Franklin. Sportivo praticante è stato un eccellente tennista e golfista.

Per tutta la vita è rimasto un prolifico scrittore con numerosi contributi a riviste scientifiche, ma anche con l’intento di promuovere la riconciliazione fra scienza e religione. Tra le sue opere, Scienza e vita (1923); Evolution in Science and Religion (1927); Science and the New Civilization (1930); Time, Matter, and Values (1932) e una Autobiografia (1950).