Frederick Soddy: L'uomo che diede il nome all'isotopo

Nel 1913 un docente di Glasgow risolse un problema che aveva silenziosamente minato la tavola periodica. I chimici continuavano a trovare sostanze che si comportavano in modo identico in ogni reazione ma pesavano quantità diverse: impossibile, se un elemento era una cosa sola. Frederick Soddy propose che un singolo elemento potesse occupare una casella della tavola con diversi pesi atomici, e prese in prestito una parola da un'amica di famiglia, il medico Margaret Todd, per descriverli: isotopi, dal greco "stesso luogo". Il nome rimase, il Comitato Nobel ne prese nota otto anni dopo e Soddy trascorse il resto della sua vita cercando di convincere il mondo che il denaro fosse il problema più urgente.

L'infanzia a Eastbourne e la laurea a Oxford

Soddy nacque il 2 settembre 1877 al numero 6 di Bolton Road, Eastbourne, figlio di Benjamin Soddy, un commerciante di cereali, e di Hannah Green. Frequentò l'Eastbourne College e poi l'University College of Wales ad Aberystwyth prima di vincere una borsa di studio per il Merton College di Oxford nel 1895. Ottenne il massimo dei voti in chimica nel 1898 e rimase a Oxford come ricercatore per altri due anni. Fu un inizio abbastanza convenzionale per un chimico vittoriano, e nulla in esso prevedeva che il suo prossimo incarico lo avrebbe posto al centro della scoperta più sconcertante della storia della materia.

Montreal: Osservare gli atomi cambiare idea

Nel 1900 Soddy attraversò l'Atlantico per ottenere un posto di dimostratore di chimica alla McGill University di Montreal. Lì incontrò un giovane fisico neozelandese di nome Ernest Rutherford, e tra il 1900 e il 1903 i due stabilirono qualcosa che, per i loro contemporanei, suonava più come alchimia che come chimica: la radioattività è la trasmutazione degli elementi. Un atomo di un elemento si trasformava spontaneamente in un atomo di un altro, emettendo radiazioni alfa, beta o gamma durante il processo.

L'affermazione era autenticamente sovversiva. L'intero edificio della chimica del XIX secolo poggiava sull'atomo come unità indivisibile e permanente: un elemento era un elemento per sempre. I documenti di Soddy e Rutherford conclusero che la radioattività comportava una disintegrazione atomica con la formazione di nuovi tipi di materia. Soddy spinse il punto oltre nel 1903 a Londra, lavorando con Sir William Ramsay all'University College, dove un'attenta analisi spettroscopica mostrò che il radio in decadimento produce elio gassoso. Ecco il prodotto trasmutato, catturato in un tubo e identificato dal suo spettro.

Glasgow e la legge dello spostamento

Soddy trascorse un decennio dal 1904 al 1914 come docente di chimica fisica e radioattività all'Università di Glasgow, ed è lì che maturò il suo miglior lavoro. Con la sua assistente di ricerca Ada Hitchins, dimostrò che l'uranio decade in radio, colmando un legame nelle grandi catene di decadimento che venivano ricostruite all'epoca.

Nel 1913 arrivarono le due idee che crearono la sua reputazione. La prima fu la legge dello spostamento radioattivo: quando un atomo emette una particella alfa, scende di due posti nel numero atomico, e quando emette una particella beta, sale di uno. Kazimierz Fajans arrivò alla stessa regola indipendentemente quasi nello stesso momento, ed è ora nota come legge dello spostamento di Fajans-Soddy. In termini semplici, trasformò la tavola periodica in una mappa con le indicazioni scritte sopra.

La seconda fu l'isotopo. I fisici avevano accumulato specie radioattive che non potevano essere separate chimicamente l'una dall'altra ma che avevano pesi atomici diversi. L'intuizione di Soddy fu che non si trattava di elementi diversi che si affollavano in un unico spazio, ma di forme diverse dello stesso elemento: stessa identità chimica, massa diversa. J. J. Thomson mostrò presto che anche gli elementi ordinari hanno isotopi, trasformando una curiosità dei laboratori del radio in un fatto riguardante tutta la materia. I pesi atomici che erano sembrati ostinatamente non integrali presero improvvisamente senso come medie di miscele isotopiche.

Soddy passò alla cattedra di chimica ad Aberdeen nel 1914, svolgendo ricerche legate alla guerra durante il conflitto. Nel 1918, con John Arnold Cranston, annunciò un isotopo del protattinio, poco dopo Lise Meitner e Otto Hahn. Fu eletto membro della Royal Society nel 1910 e nel 1921 ricevette il Premio Nobel per la chimica per i suoi contributi alla chimica delle sostanze radioattive e le sue indagini sull'origine e la natura degli isotopi.

La svolta verso il denaro

Dal 1919 alla metà degli anni '30 Soddy ricoprì la prima cattedra di chimica Dr. Lee a Oxford, riorganizzando i laboratori e il programma di studi. Ma la sua attenzione era migrata. Tra il 1921 e il 1934 scrisse quattro libri sostenendo una ristrutturazione radicale delle relazioni monetarie globali: Cartesian Economics (1921), Wealth, Virtual Wealth and Debt (1926), Money versus Man (1931) e The Role of Money (1934).

Il suo argomento nasceva dalla termodinamica. I debiti finanziari, sottolineava, crescono in modo esponenziale con l'interesse composto, mentre l'economia reale corre su scorte esauribili di combustibili fossili. Le due curve non possono essere riconciliate indefinitamente. Attaccò il sistema bancario a riserva frazionaria e propose di abbandonare il gold standard, di far fluttuare i tassi di cambio, di utilizzare eccedenze e deficit federali come strumenti di politica macroeconomica e di istituire uffici di statistica economica. La maggior parte di questo elenco è ora pratica comune; la sua critica al sistema bancario a riserva frazionaria no. Gli economisti ecologici lo hanno da allora rivendicato come precursore, e il New Palgrave Dictionary of Economics lo archivia sotto la voce "riformatore".

Il lavoro monetario porta una vera macchia. In Wealth, Virtual Wealth and Debt, Soddy citò i falsificati Protocolli dei Savi di Sion come prova di quanto fosse diffusa la credenza in una cospirazione finanziaria. La maggior parte dei biografi contesta l'accusa di antisemitismo, notando i suoi amici e studenti ebrei e i loro ricordi positivi, ma la citazione è sulla pagina.

Il bacio preciso

Ci fu un ultimo, più strano fioretto. Nel 1936 Soddy riscoprì indipendentemente il teorema di Cartesio sui cerchi mutuamente tangenti, e lo pubblicò su Nature non come un'equazione ma come una poesia, "The Kiss Precise". I cerchi che descrive sono a volte chiamati cerchi di Soddy, un promemoria che si considerava uno spirito libero piuttosto che uno specialista.

Perché Frederick è chiamato un genio

La pretesa di Soddy si basa su un'abitudine cognitiva specifica e insolita: era disposto ad accettare una conclusione che contraddiceva il presupposto fondamentale della sua stessa disciplina, e poi a nominarla chiaramente. La trasmutazione era, nel 1902, professionalmente imbarazzante. L'isotopo era peggio: significava che "elemento" e "peso atomico" si erano separati, che una sostanza poteva essere chimicamente una cosa e fisicamente molteplici. Soddy non scoprì gli isotopi trovando una nuova sostanza; li trovò reinterpretando dati che tutti avevano già. Questo è un lavoro concettuale di altissimo livello, e il fatto che Fajans sia arrivato alla legge dello spostamento simultaneamente suggerisce che le idee fossero mature, ma Soddy ci arrivò, e fornì il vocabolario che permise a tutti gli altri di pensarci sopra.

Il contro-argomento è sostanziale. Gran parte del lavoro di McGill era il laboratorio di Rutherford e lo slancio di Rutherford, e Soddy era il chimico junior nella partnership. La sua più grande coniazione linguistica venne da Margaret Todd, non da lui. E la seconda metà della sua vita è stata spesa nella teoria monetaria per la quale non aveva formazione, non ha prodotto alcun seguito istituzionale e ha avanzato almeno un argomento gravemente compromesso. Alcune delle sue previsioni economiche sono invecchiate bene e alcuni dei suoi giudizi sono invecchiati molto male. Ciò che non è in dubbio è il risultato del 1913: una riorganizzazione di come viene classificata la materia, raggiunta pensando più duramente alle anomalie piuttosto che trovandone di nuove.

Eredità

Soddy morì a Brighton il 22 settembre 1956, vent'anni dopo la morte della moglie Winifred Beilby, che aveva sposato nel 1908 e con la quale aveva co-firmato un articolo del 1910 sull'assorbimento dei raggi gamma. Il minerale di uranio soddiite porta il suo nome, così come un cratere sulla faccia nascosta della Luna. H. G. Wells dedicò The World Set Free al libro di Soddy The Interpretation of Radium, traendo da esso l'idea della bomba atomica tre decenni prima che esistesse: un'eredità che Soddy, che trascorse i suoi ultimi anni ad avvertire che il potere tecnico dell'umanità aveva superato le sue istituzioni, avrebbe trovato cupamente appropriata.