Sapere Scienza

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È morto Murray Gell-Mann, un fisico poliedrico e padre dei quark

29 Maggio 2019

È venuto a mancare Murray Gell-Mann pochi giorni fa. Fisico celebre per aver contribuito alla scoperta del quark, Premio Nobel per la Fisica nel 1969, si è spento all'età di 89 anni, dopo un'esistenza trascorsa tra le meraviglie della scienza.

 

Uno studente precoce

 

Murray Gell-Mann è nato nel 1929 da una famiglia di immigrati di New York City. Mostrò subito un talento precoce: già da bambino era in grado di moltiplicare numeri a mente e dedicarsi a "ginnastiche mentali che molte persone non sanno esercitare", come dichiarò il fratello Benedict. Murray crebbe tra la passione per il birdwatching, la numismatica, le lingue e la storia naturale, probabilmente sbocciati grazie alla sua abitudine di leggere le enciclopedie. Diplomatosi a 14 anni, intraprese gli studi universitari alla Yale University. Si laureò in fisica nel 1948 e ottenne un dottorato di ricerca, sempre in fisica, presso il Massachusetts Institute of Technology nel 1951, a 21 anni.

 

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Gli anni delle scoperte

 

Dopo il dottorato iniziò per Gell-Mann un periodo di eccitanti scoperte. Nell'Institute for Nuclear Studies dell'Università di Chicago, dove lavorava Enrico Fermi, introdusse il concetto di "stranezza" del quanto, che spiega il decadimento lento inaspettato in alcune particelle. Nel 1955 collaborò con il California Institute of Technology e nel 1958 fu co-autore, insieme al celebre collega Richard Feynman, di un articolo sulla struttura di simmetria fondamentale della forza nucleare debole. Contribuì alla teoria che spiega il decadimento radioattivo del neutrone – proposta in maniera indipendente anche da George Sudarshan e Robert Marshak – e allo studio delle particelle dei raggi cosmici. Cominciò anche a interessarsi alla classificazione delle particelle subatomiche grazie alla quale meritò il Premio Nobel per la Fisica nel 1969. Nel 1961, Gell-Mann e Yuval Ne'eman proposero in maniera indipendente uno schema per ordinare tutte le particelle subatomiche allora scoperte in gruppi di 8 e 10, basata su una simmetria chiamata SU(3): era la eightfold way, la via dell'ottetto, ispirata al Nobile Ottuplice Sentiero verso la liberazione dalla sofferenza della religione buddista. Cos'era in parole più semplici? Similmente alla tavola periodica degli elementi di Mendeleev, classificava le particelle subatomiche come protoni, neutroni, mesoni e barioni, in gruppi con proprietà simili e correlate.
Nel 1964 Murray Gell-Mann e George Zweig indicarono separatamente l'esistenza dei quark, i mattoncini fondamentali che costituiscono le particelle subatomiche, capaci di spiegare le regolarità e la loro classificazione nel gruppo SU(3).
Il fisico lavorò anche al CERN, nei primi anni Settanta, e sviluppò la teoria fondamentale della forza nucleare forte (la cromodinamica quantistica) che descrive le interazioni di base tra quark e gluoni, insieme al suo collaboratore Harald Fritzsch.

 

Oltre la fisica: gli ultimi anni al Santa Fe Institute

 

Al momento della scelta della materia da studiare all'università, Murray Gell-Mann avrebbe voluto intraprendere la strada dell'archeologia o della linguistica ma sua padre voleva assolutamente diventasse un ingegnere. Gell-Mann, a questo punto, trovò il giusto compromesso nella fisica. Il suo amore per i differenti saperi non lo abbandonò e nel 1984 co-fondò il Santa Fe Institute, istituto in cui ha lavorato a fianco di economisti, linguisti, biologi, informatici e altri fisici che condividevano con lui la passione nel trovare i principi fondamentali in sistemi complessi adattivi, ossi sistemi dinamici con capacità di auto-organizzazione, composti da un numero elevato di parti interagenti in modo non lineare che danno luogo a comportamenti globali non definibili da una singola legge fisica. Qualche esempio? Gli ecosistemi, la società, lo stesso corpo umano.
Lo scrittore Cormac McCarthy ha ricordato il fisico con queste parole: "Perdere Murray è come perdere l'Enciclopedia Britannica. Lui conosceva più cose su più cose di chiunque io abbia mai conosciuto".

 

Immagine di copertina: Murray Gell-Mann in visita presso l'ICRANet (International Center for Relativistic Astrophysics Network), a Nizza, in Francia, nel 2012. Credits: Melirius [CC BY-SA 3.0]

copertina   settembre-ottobre 2019

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