Isidor Isaac Rabi: Il figlio del droghiere che pesò il nucleo

Verso la fine della sua vita, i medici che esaminavano Isidor Isaac Rabi lo fecero scivolare in una macchina per la risonanza magnetica, un dispositivo che esiste grazie agli esperimenti che condusse con fasci molecolari in un laboratorio della Columbia negli anni '30. "Mi sono visto in quella macchina", disse. "Non avrei mai pensato che il mio lavoro sarebbe arrivato a questo." Aveva trascorso cinque decenni a costruire strumenti, laboratori e istituzioni, la maggior parte dei quali è ancora in funzione.

Da Rymanów a Brownsville

Nacque il 29 luglio 1898 a Rymanów, nella Galizia austro-ungarica, da una famiglia ebrea ortodossa polacca che lo portò in America quando era ancora in fasce. Vivevano in un appartamento di due stanze nel Lower East Side e parlavano yiddish in casa; nel 1907 si trasferirono a Brownsville, a Brooklyn, e gestirono un negozio di alimentari. Il suo nome fu un incidente dell'immigrazione: un funzionario scolastico sentì "Izzy" e scrisse l'equivalente formale, Isidor.

La rottura con la tradizione avvenne presto e in modo netto. Dopo aver letto di Copernico e del sistema solare eliocentrico, il ragazzo annunciò il suo ateismo ai genitori con una frase: "È tutto molto semplice... Chi ha bisogno di Dio?". Per il suo bar mitzvah, scese a compromessi pronunciando un discorso in yiddish sulla luce elettrica.

Cornell, Columbia e una borsa di studio itinerante

Entrò alla Cornell nel 1916 come studente di ingegneria elettrica, passò alla chimica e si laureò nel giugno 1919 con una tesi di laurea sugli stati di ossidazione del manganese. Tornò alla Columbia come chimico laureato nel 1922, si avvicinò alla fisica e ottenne il dottorato nel 1926 sotto la guida di Albert Wills con una tesi sulle principali suscettibilità magnetiche dei cristalli.

Ciò che lo formò furono i due anni successivi. Come borsista Barnard, con 1.500 dollari, andò in Europa e lavorò alla presenza di Erwin Schrödinger, Arnold Sommerfeld, Werner Heisenberg, Niels Bohr, Wolfgang Pauli e, in modo decisivo, Otto Stern ad Amburgo. La tecnica del fascio molecolare di Stern divenne l'opera di tutta la vita di Rabi, ma non nella forma di Stern.

Il metodo

Il miglioramento di Rabi fu un pezzo di pura eleganza sperimentale. Il metodo di Stern richiedeva scomodi campi magnetici non uniformi; Rabi li sostituì con campi uniformi inclinati, in modo che gli atomi venissero deviati come la luce che attraversa un prisma. Meno apparati, maggiore precisione.

Tornato alla Columbia — dove entrò a far parte del corpo docente nel 1929 come docente con uno stipendio di 3.000 dollari all'anno e divenne professore ordinario nel 1937 — costruì il Laboratorio di fasci molecolari e, nel corso degli anni '30, sviluppò con Gregory Breit l'equazione di Breit-Rabi e misurò i momenti magnetici nucleari del sodio, dei composti del litio, dell'idrogeno e del deuterio. Tra il 1937 e il 1939, con Polykarp Kusch, Sidney Millman e Jerrold Zacharias, perfezionò la risonanza magnetica nucleare: deboli campi oscillanti usati per leggere le proprietà magnetiche dei nuclei. I risultati furono sorprendenti. Il momento magnetico del protone risultò essere di 2,785 magnetoni nucleari, non il valore previsto di 1 — una discrepanza che la teoria dovette essere ricostruita per accogliere. Seguì il Premio Nobel per la Fisica nel 1944, "per il suo metodo di risonanza per la registrazione delle proprietà magnetiche dei nuclei atomici".

Radar, Trinity e il rifiuto

Nel 1940 entrò a far parte del Radiation Laboratory del MIT, diventando direttore associato e capo della Divisione 4 nel marzo 1942. Guidò lo sviluppo di magnetron da tre centimetri e, sotto la direzione di Norman Ramsey, un gruppo avanzato che produsse il primo radar a guida d'onda da tre centimetri nel maggio 1941 — la tecnologia alla base dei radar di bombardamento H2X e dei set ad alta risoluzione a bordo delle navi.

Fu consulente per il Progetto Manhattan ma si rifiutò di trasferirsi a Los Alamos. Lui e Robert Bacher convinsero Oppenheimer che il laboratorio doveva essere gestito da civili piuttosto che dai militari, il che plasmò tutto il suo funzionamento. A Trinity, nel luglio 1945, vinse la scommessa sulla resa, prevedendo 18 chilotoni contro i 18,6 reali.

Nel 1950, il Comitato consultivo generale si oppose all'unanimità allo sviluppo della bomba all'idrogeno; Rabi andò oltre la maggior parte, unendosi a Enrico Fermi per opporvisi per motivi morali e tecnici. Truman li ignorò. "Non perdonerò mai Truman per aver ceduto alla pressione", disse Rabi. "Semplicemente non capiva di cosa si trattasse." All'udienza di sicurezza di Oppenheimer del 1954 fu il testimone della difesa più tagliente: "Abbiamo una bomba A e tutta una serie di esse, e abbiamo tutta una serie di super bombe, e cosa volete di più, sirene?"

Il costruttore di istituzioni

Dal 1945 al 1949 presiedette un dipartimento di fisica alla Columbia che contava due premi Nobel e undici futuri vincitori. Nel gennaio 1947, lui e Norman Ramsey completarono una coalizione di nove università che creò il Brookhaven National Laboratory. Come delegato dell'UNESCO nel 1950 propose laboratori internazionali regionali; gli incontri a Firenze nel 1952 produssero il CERN, e le lettere di congratulazioni di Bohr, Heisenberg e Amaldi erano incorniciate nel suo ufficio di casa. Presiedette il Comitato consultivo generale dell'AEC dal 1952 al 1956 e il Comitato consultivo scientifico dal 1956 al 1957, e i suoi consigli a Eisenhower durante la crisi dello Sputnik nell'ottobre 1957 portarono alla creazione del Comitato consultivo scientifico del Presidente come istituzione permanente.

Perché Isidor è chiamato un genio

La facoltà in mostra è l'economia del design sperimentale — la capacità di guardare un apparato e vedere la macchina più semplice nascosta al suo interno. I fasci di Stern richiedevano campi difficili da modellare e controllare; l'intuizione di Rabi fu che campi uniformi, inclinati, avrebbero fatto lo stesso lavoro con meno hardware e più precisione, che è il tipo di idea che sembra ovvia una volta che qualcuno l'ha avuta e non viene in mente a nessuno prima. Da quella singola semplificazione nacque la misura dei momenti nucleari, il risultato anomalo del protone che costrinse i teorici a ripensare il nucleo, un Premio Nobel e, infine, la risonanza magnetica. Un secondo talento, più raro, era il giudizio sulle persone e sulle strutture: assemblò un dipartimento alla Columbia che contava tredici premi Nobel passati e futuri, co-fondò Brookhaven, convinse per la creazione del CERN e istituzionalizzò la consulenza scientifica all'interno della presidenza americana.

Il contro-argomento deve essere fatto, e lui stesso ne fornisce la maggior parte. Era, per consenso generale, un insegnante terribile — Norman Ramsey definì le sue lezioni "piuttosto spaventose"; William Nierenberg disse che era "semplicemente un docente orribile". Il suo premio era per un metodo piuttosto che per una legge; non scoprì alcun nuovo principio della natura, e la tecnologia di imaging che rese famoso il suo lavoro fu realizzata da altri decenni dopo. E nutriva opinioni francamente discriminatorie sulle donne nella scienza, credendo che non potessero essere fisiche: non supervisionò mai una studentessa di dottorato o post-dottorato. Qualunque cosa copra la parola genio, chiaramente non copre l'avere ragione sulle persone in generale.

Eredità

I riconoscimenti andavano dal Newcomb Cleveland Prize nel 1939 e la Elliott Cresson Medal nel 1942 fino al Nobel nel 1944, la Medal for Merit e la King's Medal britannica nel 1948, ufficiale della Legion d'onore francese nel 1956, la Niels Bohr International Gold Medal e l'Atoms for Peace Award nel 1967, la Oersted Medal nel 1982, la Public Welfare Medal nel 1985 e il Vannevar Bush Award nel 1986. La Columbia lo nominò suo primo Professore Universitario nel 1964. Si ritirò dall'insegnamento nel 1967 e morì nella sua casa di Riverside Drive l'11 gennaio 1988. C'è una strada che porta il suo nome al CERN, un programma di borse di studio alla Columbia e uno scanner per risonanza magnetica in quasi tutti gli ospedali del mondo sviluppato.