Page 36 - merged

Bohr che sottolinea le discrepanze con i risultati sperimentali relativi alla distribu-
zione degli elettroni emessi negli urti. Il lavoro Sopra la teoria di Stern della costante
assoluta dell'entropia di un gas perfetto monoatomico, pubblicato l'anno precedente,
presenta un certo interesse storico perché è la prima indicazione delle riflessioni di
Fermi su questi argomenti, in particolare sulla suddivisione dello spazio delle fasi
in celle di volume h3. Ma è soltanto con il lavoro Considerazioni sulla quantizza-
zione dei sistemi che contengono degli elementi identici che Fermi arriva a porsi il pro-
blema della ricerca di un "principio mancante" per spiegare il comportamento di
particelle identiche che obbediscono alle condizioni della meccanica quantistica di
30hr-Sommerfeld e in particolare per spiegare l'annullarsi dell'entropia allo

zero assoluto. Per avere un'idea del modo di ragionare di Fermi con particelle
identiche nell'ambito della quantizzazione semiclassica, si può pensare al modello
dell'atomo di elio in cui i due elettroni sono in opposizione agli estremi del dia-
metro di un'orbita circolare e ruotano con uguale velocità; se le particelle fossero
distinguibili il periodo del sistema corrisponderebbe a una rotazione completa di
entrambi gli elettroni, mentre dopo mezzo periodo il sistema ritorna esattamente
nello stesso stato grazie all'identità dei due elettroni. Perciò nel calcolo dell'azione
quantizzata secondo Bohr e Sommerfeld la periodicità che conta è quella dello stato
e non quella del sistema. Almeno due anni prima di scrivere il suo famoso
lavoro sulla statistica del gas ideale Fermi anticipa senza saperlo il principio di Leida,l924. Gerhard Dieke,
Pauli, anche se per molecole generiche, quando, nel sommario conclusivo alle Samuel Goudsmit,
Considerazioni sulla quantizzazione dei sistemi che contengono degli elementi identici Jan Tinbergen, Paul Ehrenfest,
scrive: «[L'insuccesso delle regole di Sommerfeld per il calcolo del valore assoluto Ralph de Laer Kronig
dell'entropia di un gas è evitato quantizzando il moto di molecole identiche] solo ed Enrico Fermi
nel caso che in ogni cella sia contenuta una sola molecola, mentre se il gas è una
miscela di due specie di molecole e lo si quantizza racchiudendo le molecole in
celle, per modo che in ciascuna cella siano contenute due molecole, però di specie
diversa, si ottiene ancora il risultato esatto». Non appena il "principio di esclusio-
ne" verrà enunciato da Pauli (gennaio I925) egli ne comprenderà immediatamente
le ragioni profonde che giustificano la sua statistica, a cui arriverà appunto partendo
da basi diverse e da un punto di vista relativamente indipendente dallo sviluppo
della nuova meccanica quantistica. Il 2 luglio il fisico indiano Satyendra Nath
Bose introduce un nuovo tipo di statistica per i quanti di luce. A distanza di poco
più di una settimana Albert Einstein applica la statistica di Bose a un gas di parti-
celle libere e nel suo articolo dell'8 gennaio I925 deduce che la materia deve esibire
proprietà ondulatorie con un argomento indipendente da quello di Louis de
Broglie che nella sua tesi di laurea, discussa il 25 novembre del I924, era stato il
primo ad associare alla materia un comportamento ondulatorio.
Tra il settembre e il dicembre di quest'anno Enrico Fermi soggiorna a Leida, usu-
fruendo di una borsa di studio della Fondazione Rockefeller ottenuta grazie a
Vito Volterra, il grande matematico, professore di fisica matematica a Roma e in
quegli anni presidente dell'Accademia dei Lincei. Ehrenfest è un grande maestro,
grazie alla sua profonda conoscenza della fisica e alla sua grande disponibilità.
D'altra parte i problemi al tappeto a Leida - meccanica statistica e spettroscopia -
sono particolarmente congeniali a Fermi. Oltre al contatto con Ehrenfest, noto
per i suoi fondamentali contributi alla meccanica quantistica e soprannominato

L'opera scientifica di Enrico Fermi I 147
Luisa Bonolis