Antoine Henri Becquerel: L'incidente che ha aperto l'atomo

Il cielo di Parigi si oscurò alla fine di febbraio 1896, e un fisico in attesa del sole ripose le sue lastre fotografiche e i suoi cristalli di uranio in un cassetto. Il 1° marzo sviluppò comunque le lastre, aspettandosi al massimo una debole macchia. L'immagine era nitida. Nulla aveva illuminato l'uranio; l'uranio brillava di luce propria. La materia, si scoprì, poteva emettere energia dal nulla, e l'ordinato atomo del XIX secolo era finito.

Quattro generazioni di Becquerel

Antoine Henri Becquerel nacque a Parigi il 15 dicembre 1852 in quella che equivaleva a una cattedra di fisica ereditaria. Suo nonno, Antoine César Becquerel, fu membro della Royal Society e ideò un metodo elettrolitico per estrarre i metalli dai loro minerali. Suo padre, Alexander Edmond Becquerel, era professore di fisica applicata e una delle principali autorità dell'epoca sulla fluorescenza e la fosforescenza — lo studio delle sostanze che brillano dopo essere state illuminate. Il figlio di Henri, Jean, nato nel 1878, sarebbe diventato anch'egli fisico. Quattro generazioni hanno occupato, in successione, lo stesso territorio professionale e spesso la stessa cattedra reale.

Quell'eredità decise cosa osservava e, soprattutto, cosa aveva a disposizione nel laboratorio. Dal 1883 lavorò sulla fosforescenza, il tema di suo padre, insieme alla polarizzazione piana della luce, all'assorbimento della luce da parte dei cristalli e al magnetismo terrestre.

La strada dell'ingegnere

La sua formazione fu pratica prima che accademica. Entrò all'École Polytechnique nel 1872 e nel 1874 entrò nel corpo governativo dei Ponts-et-Chaussées, il corpo degli ingegneri dei ponti e delle strade, diventando ingénieur nel 1877 e salendo a ingénieur-en-chef nel 1894. Il dottorato arrivò relativamente tardi, nel 1888.

Gli incarichi si accumularono parallelamente. Fu assistente al Museo di Storia Naturale dal 1878, prese la cattedra di fisica applicata di suo padre al Conservatoire des Arts et Métiers, divenne professore di fisica applicata al Museo di Parigi nel 1892 e professore alla Polytechnique nel 1895. Fu eletto all'Académie des Sciences de France nel 1889 e in seguito avrebbe servito come segretario perpetuo, succedendo a Marcellin Berthelot.

Un cassetto a Parigi

Nel gennaio 1896 l'Académie apprese la notizia da Würzburg: Wilhelm Conrad Röntgen aveva trovato una radiazione penetrante che chiamò raggi X. La sala era elettrizzata e Becquerel ne trasse un'ipotesi che si adattava alla sua esperienza. Forse le sostanze fosforescenti, dopo aver assorbito la luce solare, ne riemettevano una parte sotto forma di raggi X. I sali di uranio erano il caso di prova ovvio; li aveva a portata di mano.

Il metodo era semplice. Avvolgere una lastra fotografica in carta nera in modo che nessuna luce possa raggiungerla. Adagiarvi sopra cristalli di solfato di uranile e potassio. Mettere il tutto al sole. Sviluppare. Se qualcosa di penetrante emana dai cristalli, la lastra ne porterà la sagoma.

Fu così. Ottenne i contorni, incluso quello di una croce di rame posta tra il cristallo e la lastra, e concluse di aver confermato la sua teoria. Poi intervenne il tempo. Con il cielo di Parigi coperto, le lastre preparate finirono in un cassetto con l'uranio sopra, non esposte e non stimolate. Il 1° marzo le sviluppò aspettandosi quasi nulla, e invece trovò un'immagine di una chiarezza sorprendente.

Lo annunciò all'Académie il 2 marzo 1896: i sali di uranio emettevano radiazioni senza alcuna stimolazione dalla luce solare. La sua ipotesi originale era sbagliata, e l'errore valeva più dell'ipotesi stessa.

Cosa significava l'uranio

Proseguì. Composti di uranio che non erano affatto fosforescenti producevano lo stesso effetto, il che uccise immediatamente la spiegazione della fosforescenza. Anche l'uranio metallico puro lo produceva. Nel maggio 1896 aveva identificato l'elemento stesso come fonte: la radiazione era una proprietà degli atomi di uranio, indipendente dal loro stato chimico, dalla loro storia o da qualsiasi apporto esterno di energia.

Quell'ultima clausola è l'intera rivoluzione. L'energia usciva dalla materia continuamente e apparentemente gratis, il che nessuna chimica e nessuna fisica classica poteva spiegare. Qualcosa stava succedendo dentro l'atomo, e si era presunto che l'atomo non avesse un interno.

I Curie e il premio

Becquerel non inseguì la scoperta fino alla sua conclusione; altri lo fecero. Dal 1898 Marie e Pierre Curie si occuparono di quelli che allora venivano chiamati raggi uranici, isolando il polonio nel giugno 1898 e il radio quel dicembre, trovando lo stesso comportamento nel torio. Fu Marie Curie a coniare la parola radioattività per il fenomeno in cui Becquerel era inciampato.

Nel 1903 il Premio Nobel per la Fisica fu diviso: metà a Becquerel per la scoperta della radioattività spontanea, metà condivisa dai Curie per il loro lavoro sulla radiazione che lui aveva trovato. Era già ufficiale della Legion d'onore, dal 1900, e apparteneva all'Accademia dei Lincei di Roma e all'Accademia Reale di Berlino.

Perché Henri è chiamato un genio

La descrizione onesta della sua qualità centrale non è l'audacia concettuale. L'ipotesi di Becquerel era convenzionale e sbagliata; la lastra cruciale fu sviluppata per capriccio durante un periodo di maltempo. Ciò che lo separa da chiunque altro abbia mai avuto un incidente fortunato è ciò che fece nelle dieci settimane successive.

La disciplina è nel proseguimento. Presentato con un risultato che contraddiceva la sua teoria, non lo liquidò: smantellò sistematicamente la sua spiegazione. Testò composti di uranio che non potevano fosforeggiare. Testò l'uranio metallico stesso. Nel giro di due mesi aveva localizzato l'effetto nell'elemento piuttosto che in qualsiasi disposizione chimica di esso, e aveva riportato l'intera sequenza, incluso il fallimento della sua idea iniziale, all'Académie. Il cliché sul caso che favorisce la mente preparata è, per una volta, preciso: Becquerel aveva trascorso tredici anni sulla fosforescenza e sapeva esattamente cosa significasse una lastra anomala.

Il controargomento è semplice e dovrebbe essere dichiarato. Non nominò la radioattività, non isolò un elemento radioattivo, non spiegò il meccanismo e non perseguì il campo con la ferocia che i Curie vi portarono. Ereditò il suo laboratorio, il suo soggetto e quasi la sua cattedra. Il comitato Nobel divise il premio per un motivo. Ciò che fornì fu l'osservazione da cui crebbe tutto il resto, e l'onestà intellettuale di riferirla contro il suo stesso interesse — il che è più raro tra gli scienziati che la genialità.

Eredità

Morì a Le Croisic in Bretagna il 25 agosto 1908, all'età di cinquantacinque anni, dodici anni dopo la scoperta e molto prima che chiunque capisse cosa facesse la radiazione alle persone che la maneggiavano. L'unità SI della radioattività è il becquerel: una disintegrazione nucleare al secondo, una quantità così piccola che gli oggetti comuni si registrano a centinaia. Ogni scansione medica che utilizza un tracciante, ogni cifra di sicurezza del reattore, ogni misurazione del fallout è citata in suo nome. Il cassetto in cui lasciò le lastre è il motivo per cui esiste la fisica nucleare.