Bruno Pontecorvo

Bruno M. Pontecorvo (ur. 22 sierpnia 1913 w Pizie, Włochy, zm. 24 września 1993 w Dubnej, Rosja) – fizyk włoski, student i współpracownik Enrico Fermiego, Frédérica i Irène Joliot-Curie. Zaproponował metodę detekcji neutrin, których istnienie postulował Wolfgang Pauli w 1930[1], wykorzystaną w 1956 przez Frederica Reinesa i Clyde’a Cowana do pierwszego doświadczalnego wykrycia tych cząstek. Na podstawie przeprowadzonych przez siebie pomiarów rozpadów mionów postawił tezę istnienia dwóch tzw. stanów zapachowych neutrina – elektronowego i mionowego. Postawił również hipotezę oscylacji neutrin – zjawiska, które wyjaśnia zbyt małą liczbę neutrin słonecznych.

Życiorys

Urodził się w zamożnej żydowsko-włoskiej rodzinie jako czwarte z ośmiorga dzieci. Ojciec David Gino Massiomo Pontecorvo, niepraktykujący Żyd, był właścicielem trzech fabryk tekstylnych, matka Maria Esmeralda z domu Maroni pochodziła z rodziny protestanckiej. Bruno miał czterech braci (Guido, Paulo, Gillo, Giovanni) i trzy siostry (Gulliana, Laura, Anna)[2].

Szesnastoletni Bruno zaczął studia na wydziale inżynierii na Uniwersytecie w Pizie, ale po dwóch latach zmienił kierunek studiów i w wieku osiemnastu lat zapisał się na trzeci rok fizyki na Uniwersytecie Rzymskim La Sapienza. Studiował pod kierunkiem Enrico Fermiego, będąc najmłodszym z jego “Chłopców z Via Panisperna” – stąd przezwisko Cucciolo (wł. szczeniak). W 1934 roku wziął udział w słynnym eksperymencie Fermiego, który doprowadził do odkrycia rozszczepienia jądra atomowego za pomocą powolnych neutronów[3].

Wiosną 1936 przeniósł się do Paryża, gdzie w laboratorium Irène i Frédérica Joliot-Curie badał zderzenia neutronów z protonami i przejścia elektromagnetyczne między izomerami[4].

W Paryżu poznał szwedzką studentkę Helenę Mariannę Nordblom, swoją przyszłą żonę. W 1938 urodził się ich pierwszy syn Gil, pobrali się w 1940[4].

Pod wpływem kuzyna Emilio Sereniego wstąpił do Francuskiej Partii Komunistycznej. Sympatie komunistyczne przejawiały również jego siostry Giuliana i Laura oraz brat Gillo[4].

Ustawy rasowe reżimu faszystowskiego Mussoliniego z 1938 skierowane przeciwko Żydom zmusiły rodzinę Pontecorvo do opuszczenia Włoch i zamieszkania w innych krajach, m.in. w Wielkiej Brytanii, Francji i Stanach Zjednoczonych[4].

Po wybuchu II wojny światowej, gdy wojska niemieckie zbliżały się do Paryża, Bruno, Gillo i kilku ich przyjaciół uciekli z Paryża na rowerach, wyprawiwszy żony z dziećmi pociągiem. Przez neutralną Hiszpanię przedostali się do Lizbony, potem na statku Quanza do USA, gdzie Bruno dostał zatrudnienie w firmie naftowej w Tulsa w stanie Oklahoma. Opracował wówczas oryginalną metodę poszukiwania złóż naftowych, wykorzystując wiedzę i doświadczenie zdobyte na via Panisperna[5][6].

W 1943 dołączył do zespołu fizyków w Montrealu w Kanadzie, pracujących na rzecz Tube Alloy Project, brytyjskiego odpowiednika Manhattan Project[6][7].

Stamtąd trafił do Chalk River Laboratories, gdzie – pod kierownictwem Lwa Kowarskiego – pracował nad konstrukcją reaktora jądrowego NSX do produkcji plutonu, który miał wykorzystać naturalny uran jako paliwo, ciężką wodę jako moderator. W 1944 spotkał się z Fermim w Chicago, by przedyskutować problemy, na które się natknęli przy budowie reaktora NSX. Równolegle zajmował się badaniem promieniowania kosmicznego, rozpadu mionów i neutrino[7].

Wiosną 1949, po uzyskaniu obywatelstwa brytyjskiego, przeniósł się wraz z rodziną – która tymczasem powiększyła się o dwóch synów, Tito i Antonio – do Anglii, do nowo powstałego ośrodka badań atomowych w Harwell, zwanego potocznie Harwell Laboratory, niedaleko Oksfordu[8].

W 1950 zaproponowano mu katedrę fizyki na University of Liverpool[9]. Jednakże zamiast do Liverpoolu w sierpniu 1950 wyjechał potajemnie do ZSRR. Przez pięć lat nie było wiadomo, co się stało z Bruno Pontecorvo, jego żoną Marianną i synami[10]. Jego ucieczka zbiegła się z aresztowaniem niemieckiego fizyka Klausa Fuchsa, który od lat informował Rosjan o postępie badań jądrowych na Zachodzie[11]. Ujawnił się dopiero w marcu 1955; na spotkaniu z dziennikarzami w Akademii Nauk w Moskwie wyjaśnił, dlaczego wybrał życie w ZSRR[12].

Bruno Pontecorwo do końca życie pracował w Zjednoczonym Instytucie Badań Jądrowych (JINR) w Dubnej, mieszkając z rodziną częściowo w Moskwie, częściowo w Dubnej. Materialnie powodziło im się znacznie lepiej, niż innym obywatelom ZSRR, ale byli pod stałym nadzorem i do 1978 nie mogli wyjeżdżać zagranicę[13].

Marianna długo nie mogła przystosować się do “życia w złotej klatce”, cierpiała na depresję. Dużo czasu spędzała na leczeniu w szpitalach i sanatoriach[14]. Zmarła w Dubnej w 1994.

Bruno Pontecorvo przez ostatnie 10 lat życia zmagał się z chorobą Parkinsona. Jego prochy pochowano w Dubnej i w Rzymie[14].

Praca

Bruno Pontecorvo jest znany głównie ze swoich badań nad neutrino, prowadzonych w ZSRR. Zaproponował metodę detekcji antyneutrin wytwarzanych w reaktorach jądrowych. Metodę tę jako piersi zastosowali Frederick Reines i Clyde Cowan[15]; Frederick Reines otrzymał Nagrodę Nobla w 1995[16].

Przewidział, że neutrina związane z elektronami różnią się od tych związanych z mionami[15]. Eksperymentalna weryfikacja tej przepowiedni przyniosła Nagrodę Nobla Jackowi Steinbergerowi, Leonowi Ledermanowi i Melvinowi Schwartzowi[17].

Postawił hipotezę, że neutrina w próżni mogą się przekształcać w neutrina innego rodzaju – zjawisko znane jako „oscylacja neutrin”[15]. Późniejsze eksperymentalne sprawdzenie tej hipotezy przyniosło Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 2015 Arthurowi McDonaldowi i Takaakiemu Kajicie[18].

Nagrody

W 1953 otrzymał Nagrodę Stalinowską. W 1958 został członkiem Akademii Nauk ZSRR. Został dwukrotnie odznaczony Orderem Lenina[19].

Po jego śmierci Zjednoczony Instytut Badań Jądrowych w Dubnej ustanowił Nagrodę im. Bruno Pontecorvo, przyznawaną naukowcom prowadzącym zaawansowane badania w dziedzinie neutrin[20].

Przypisy

  1. ↑ Odkrywanie Neutrin, www.fuw.edu.pl [dostęp 2019-09-10].
  2. ↑ From Pisa To Rome, [w:] Frank Close, Half Life, The Divided Life of Bruno Pontecorvo, Physicist or Spy, ISBN 978-1-78074-746-0.
  3. ↑ Slow Neutrons and Fast Reactions, [w:] Frank Close, Half Life, The Divided Life of Bruno Pontecorvo, Physicist or Spy, ISBN 978-1-78074-746-0.
  4. ↑ a b c d Paris and Politics, [w:] Frank Close, Half Life, The Divided Life of Bruno Pontecorvo, Physicist or Spy, ISBN 978-1-78074-746-0.
  5. ↑ The First Escape 1940, [w:] Frank Close, Half Life, The Divided Life of Bruno Pontecorvo, Physicist or Spy, ISBN 978-1-78074-746-0.
  6. ↑ a b Neutrons for Oil and War 1940-1941, [w:] Frank Close, Half Life, The Divided Life of Bruno Pontecorvo, Physicist or Spy, ISBN 978-1-78074-746-0.
  7. ↑ a b Frank Close, Half Life, The Divided Life of Bruno Pontecorvo, Physicist or Spy, 1943, ISBN 978-1-78074-746-0.
  8. ↑ Chain Reaction 1949-1950, [w:] Frank Close, Half Life, The Divided Life of Bruno Pontecorvo, Physicist or Spy, ISBN 978-1-78074-746-0.
  9. ↑ From Abingdon – to where? 1950, [w:] Frank Close, Half Life, The Divided Life of Bruno Pontecorvo, Physicist or Spy, ISBN 978-1-78074-746-0.
  10. ↑ The Dear Departed, [w:] Frank Close, Half Life, The Divided Life of Bruno Pontecorvo, Physicist or Spy, ISBN 978-1-78074-746-0.
  11. ↑ The MI5 Letters, [w:] Frank Close, Half Life, The Divided Life of Bruno Pontecorvo, Physicist or Spy, ISBN 978-1-78074-746-0.
  12. ↑ Resurrection, [w:] Frank Close, Half Life, The Divided Life of Bruno Pontecorvo, Physicist or Spy, ISBN 978-1-78074-746-0.
  13. ↑ Exile, [w:] Frank Close, Half Life, The Divided Life of Bruno Pontecorvo, Physicist or Spy, ISBN 978-1-78074-746-0.
  14. ↑ a b Private Bruno, [w:] Frank Close, Half Life, The Divided Life of Bruno Pontecorvo, Physicist or Spy, ISBN 978-1-78074-746-0.
  15. ↑ a b c Mr Neutrino, [w:] Frank Close, Half Life, The Divided Life of Bruno Pontecorvo, Physicist or Spy, ISBN 978-1-78074-746-0.
  16. ↑ Instytut Fizyki Akademii Świętokrzyskiej, fizyka.ujk.edu.pl [dostęp 2019-09-10].
  17. ↑ Odkrywanie Neutrin, www.fuw.edu.pl [dostęp 2019-09-10].
  18. ↑ Nagroda Nobla 2015 w dziedzinie fizyki, Przystanek nauka, 6 października 2015 [dostęp 2019-09-10] (pol.).
  19. ↑ Simone Turchetti, The Pontecorvo AffairA Cold War Defection And Nuclear Physics, ISBN 978-0-226-81664-7.
  20. ↑ Steven E. Vigdor, Signatures of the Artist: The Vital Imperfections That Make Our Universe Habitable, ISBN 978-0-19-881482-5.

Bibliografia

  • Frank Close, Half Life, The Divided Life of Bruno Pontecorvo, Physicist or Spy. Basic Books; Complete Numbers Starting with 1, 1st Ed edition (February 3, 2015), ISBN 0-465-06998-3 ISBN 978-0465069989.

Linki zewnętrzne