Marietta Blau nel suo laboratorio di Vienna negli anni '30 esamina al microscopio lastre fotografiche con tracce di particelle cosmiche

Marietta Blau inventò il metodo delle emulsioni nucleari fotografiche che rese visibili le particelle subatomiche. Scoprì le stelle di disintegrazione nel 1937, ma dovette fuggire dal nazismo. Cecil Powell vinse il Nobel nel 1950 con le sue tecniche, senza mai citarla. Morì indigente nel 1970. LEGGI TUTTO L'ARTICOLO

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Una vocazione scientifica contro ogni ostacolo
Marietta Blau nacque il 29 aprile 1894 a Vienna, capitale dell'Impero austro-ungarico, in una famiglia ebraica della borghesia medio-alta. Suo padre Mayer Markus Blau era un avvocato affermato ed editore musicale, figura rispettata nella comunità intellettuale viennese, mentre la madre Florentine Goldzweig proveniva anch'essa da una famiglia benestante. Marietta era la terza di quattro figli e l'unica femmina, una circostanza che in epoca vittoriana avrebbe normalmente significato un'educazione orientata esclusivamente alle arti domestiche. Tuttavia i Blau credevano nell'istruzione femminile e iscrissero Marietta al liceo femminile di Rahlgasse, il primo liceo per ragazze fondato in Austria dal Verein für Erweiterte Frauenbildung, un'associazione per i diritti educativi delle donne.

Nel luglio 1914 Marietta conseguì la maturità con lode, risultato eccezionale per una ragazza in un'epoca in cui le università prussiane avevano iniziato ad ammettere studentesse solo dal 1908 e la resistenza culturale contro la presenza femminile nelle facoltà scientifiche rimaneva fortissima. Nell'autunno dello stesso anno, mentre l'Europa sprofondava nella Prima Guerra Mondiale, Marietta si iscrisse alla facoltà di filosofia dell'Università di Vienna, dove la fisica era insegnata come disciplina filosofica secondo la tradizione austro-tedesca. Studiò fisica come materia principale e matematica come secondaria, navigando in un ambiente accademico dominato da uomini che consideravano le studentesse intruse in un territorio maschile. Nel 1919 si laureò discutendo una tesi sull'assorbimento dei raggi gamma, dimostrando sin da subito interesse per i fenomeni radioattivi che avrebbero segnato tutta la sua carriera.

Il Radium Institute e l'inizio della ricerca
Durante l'ultimo anno di studi Marietta iniziò un periodo di apprendistato presso l'Istituto per la Ricerca sul Radio dell'Accademia delle Scienze austriaca, uno dei tre più prestigiosi centri di ricerca sulla radioattività dell'epoca insieme al laboratorio di Marie Curie a Parigi e all'Istituto Kaiser Wilhelm di Berlino. Il direttore Stefan Meyer, fisico illuminato, mostrava un'apertura insolita verso le collaboratrici donne, probabilmente anche perché molti ricercatori dell'Istituto non venivano pagati. Si creò così in Europa negli anni Venti un collegio invisibile di donne impegnate nello studio della radioattività e della fisica nucleare che mantennero contatti professionali e personali per tutta la vita, tra cui Lise Meitner, Harriet Brooks e la stessa Marietta Blau.

Dopo la laurea, tra il 1920 e il 1921, Marietta lasciò Vienna e lavorò a Berlino presso un produttore di tubi radiogeni, acquisendo preziose competenze tecniche sulla produzione industriale di apparecchiature a raggi X. Nel 1921 ottenne un posto come assistente all'Istituto di Fisica Medica dell'Università di Francoforte sul Meno, dove insegnava ai futuri medici radiologi le basi teoriche e pratiche della radiologia, disciplina nascente che prometteva di rivoluzionare la diagnostica medica. Pubblicò diversi articoli sui raggi X e sulle loro applicazioni mediche. Ma il suo desiderio era tornare alla ricerca pura, così nel 1923 accettò di lavorare come ricercatrice non retribuita presso il Radium Institute di Vienna, dove sarebbe rimasta per i successivi quattordici anni, il periodo più produttivo della sua carriera scientifica.

L'invenzione delle emulsioni nucleari
Negli anni Venti la fisica nucleare affrontava un problema metodologico fondamentale: come rivelare e studiare le particelle subatomiche che erano invisibili a occhio nudo e ai microscopi ottici. Le particelle emesse nei decadimenti radioattivi o prodotte nelle interazioni nucleari venivano rivelate utilizzando materiali che producevano scintillazioni luminose al passaggio di particelle cariche. I ricercatori dovevano osservare e contare manualmente questi flash di luce in camere oscure, procedura estenuante soggetta a errori, fatigue visiva e forte dipendenza dalle capacità individuali dell'operatore. Nel 1925 il fisico svedese Hans Petterson, trasferitosi temporaneamente a Vienna per studiare la radioattività del fondo sottomarino, chiese a Marietta di investigare la possibilità di utilizzare emulsioni fotografiche per tracciare le particelle.

La tecnica era già stata adottata sporadicamente per rivelare particelle alfa, i nuclei di elio formati da due protoni e due neutroni emessi da alcuni isotopi radioattivi, ma nessuno l'aveva sviluppata sistematicamente. Marietta intuì immediatamente il potenziale rivoluzionario: quando una particella carica attraversa un'emulsione fotografica, ionizza gli atomi di bromuro d'argento lungo la sua traiettoria lasciando una traccia permanente che può essere sviluppata chimicamente e analizzata al microscopio. Nel 1925 Blau dimostrò per la prima volta che era possibile rivelare protoni di bassa energia usando questa metodologia. Tra il 1925 e il 1932 perfezionò pazientemente la tecnica, sperimentando centinaia di formule chimiche diverse, collaborando con produttori fotografici come Ilford e Kodak per sviluppare emulsioni più sensibili, testando vari processi di sviluppo per ottenere la massima chiarezza delle tracce.

Vedere l'invisibile: la rivoluzione metodologica
Il lavoro di Marietta Blau tra il 1925 e il 1937 costituì un'autentica rivoluzione nella fisica sperimentale. Produsse oltre diecimila tracce controllate usando fasci di protoni di energia nota, misurò accuratamente la relazione tra lunghezza della traccia ed energia della particella, determinò come distinguere protoni da particelle alfa analizzando la densità e la forma della scia. Nel 1927 pubblicò un report fondamentale che rendeva solido e riproducibile il metodo per misurare l'energia delle particelle dall'analisi delle emulsioni, trasformando questa tecnica da curiosità di laboratorio a strumento quantitativo affidabile. Le sue emulsioni nucleari permettevano finalmente di registrare eventi rari senza la presenza continua dell'operatore, di conservare prove permanenti per verifiche successive, e di analizzare dettagli microscopici invisibili con altre tecniche.

Nel 1932 Marietta accolse come studente di dottorato Hertha Wambacher, giovane fisica che divenne sua assistente e collaboratrice. Insieme determinarono le energie dei neutroni, particelle elettricamente neutre scoperte da James Chadwick proprio nel 1932, misurando le tracce dei protoni di rinculo in emulsioni speciali contenenti sostanze grasse ricche di idrogeno. Quando un neutrone colpisce un nucleo di idrogeno, trasferisce la sua energia cinetica al protone che viene espulso lasciando una traccia visibile nell'emulsione. Analizzando statisticamente migliaia di tracce di protoni di rinculo, Marietta e Hertha potevano determinare lo spettro energetico dei neutroni incidenti. Questa capacità di rivelare particelle neutre indirettamente attraverso le loro interazioni rappresentò un ulteriore salto qualitativo nella potenza della metodologia.

Le stelle di disintegrazione e la gloria breve
Nel 1936 Marietta e Hertha decisero di applicare le emulsioni allo studio dei raggi cosmici, le misteriose particelle ad altissima energia provenienti dallo spazio scoperte da Victor Hess nel 1912. Poiché i raggi cosmici vengono dispersi e attenuati dall'atmosfera terrestre, era necessario esporre le lastre fotografiche ad alta quota. Marietta e Hertha ottennero il permesso di utilizzare l'osservatorio Hafelekar situato a 2300 metri di altitudine sul monte Hafelekarspitze vicino a Innsbruck, struttura costruita proprio da Hess per i suoi studi pionieristici. Per cinque mesi, tra il 1936 e il 1937, pile di lastre fotografiche appositamente progettate rimasero esposte alla radiazione cosmica in condizioni di temperatura e umidità controllate.

Quando Marietta e Hertha svilupparono le lastre nel laboratorio viennese, scoprirono eventi straordinari che nessuno aveva mai osservato prima: alcuni punti nell'emulsione mostravano numerose tracce che si irradiavano da un centro comune, come minuscoli fuochi d'artificio o stelle. Marietta le chiamò stelle di disintegrazione. L'interpretazione fisica era chiara: un raggio cosmico primario ad altissima energia aveva colpito un nucleo pesante di argento o bromo nell'emulsione, frantumandolo in molti frammenti più piccoli che si propagavano in tutte le direzioni. Era la prima evidenza sperimentale diretta che particelle sufficientemente energetiche potevano disintegrare nuclei atomici pesanti producendo cascate di particelle secondarie. La scoperta confermava brillantemente le previsioni teoriche di Werner Heisenberg sulla natura delle interazioni nucleari ad alta energia.

Il Nobel mancato e la fuga dal nazismo
Nel febbraio 1937 Marietta e Hertha pubblicarono la scoperta delle stelle di disintegrazione su Nature, la rivista scientifica più prestigiosa al mondo. L'articolo suscitò immediato scalpore nella comunità dei fisici nucleari e dei raggi cosmici: finalmente era possibile studiare eventi nucleari rari ad altissima energia con una tecnica relativamente semplice ed economica. Per questo lavoro le due ricercatrici ricevettero il prestigioso Premio Lieben dell'Accademia Austriaca delle Scienze nel 1937, massimo riconoscimento scientifico nazionale. Sembrava l'inizio di una carriera trionfale che avrebbe portato Marietta al Premio Nobel, come suggerito da Erwin Schrödinger che la candidò insieme a Wambacher per il Nobel 1950. Ma la Storia aveva altri piani.

Nel marzo 1938 la Germania nazista annesse l'Austria nel cosiddetto Anschluss. Improvvisamente Marietta Blau, ebrea, si trovò cittadina del Terzo Reich soggetta alle Leggi di Norimberga che escludevano gli ebrei da qualsiasi posizione accademica o professionale. Poche settimane prima dell'annessione, Albert Einstein scrisse una lettera di raccomandazione per Marietta indirizzata a colleghi messicani: "Mi prendo la libertà di portare alla vostra attenzione un caso che mi sta a cuore: la dottoressa Marietta Blau, dal talento eccezionale ed esperta nel campo della radioattività. Per ragioni politiche ben note sarà costretta a lasciare il suo paese prima o poi. Se riusciste a portarla a Città del Messico fareste un ottimo servizio allo sviluppo della scienza". Marietta fuggì precipitosamente verso Oslo su invito della chimica norvegese Ellen Gleditsch che aveva compreso la gravità della situazione.

Il tradimento di Wambacher e l'esilio messicano
Durante la breve assenza di Marietta da Vienna nei mesi precedenti l'Anschluss, Hertha Wambacher aveva iniziato a collaborare con Georg Stetter, fisico attivo nazista membro del gruppo di Petterson. Wambacher si iscrisse al Partito Nazionalsocialista e si legò sentimentalmente a Stetter. Dopo la fuga di Marietta, Wambacher non solo non la difese pubblicamente ma smise completamente di citarla nei suoi lavori, disconoscendo la propria insegnante ebrea per conformarsi all'ideologia nazista che cancellava sistematicamente i contributi scientifici degli ebrei. Questa amicizia spezzata aggiunse una ferita personale al trauma dell'esilio forzato che Marietta stava subendo.

Da Oslo Marietta si trasferì a Città del Messico nel 1940 dove accettò un posto presso la Escuela Superior de Ingenieria Mecanica y Electrica. Fu l'unica donna in tutto l'istituto e lavorò con grande frustrazione e delusione per le scarse risorse e le limitate opportunità di ricerca offerte dall'università messicana. Organizzò escursioni su montagne e vulcani come il Popocatepetl dotando gli studenti di lastre fotografiche per registrare radiazioni cosmiche, condusse ricerche sulla radioattività della crosta terrestre legata all'attività sismica e vulcanica del Messico, studiò gli effetti delle radiazioni solari sulla salute. Ma non poteva accedere a laboratori attrezzati, acceleratori di particelle o collaborazioni internazionali. Erano anni di isolamento scientifico mentre in Europa e negli Stati Uniti la fisica nucleare avanzava rapidamente verso applicazioni militari con il Progetto Manhattan.

Gli Stati Uniti e il Nobel rubato
Nel maggio 1944 Marietta lasciò il Messico trasferendosi a New York dove viveva suo fratello Ludwig. Iniziò lavorando per la Canadian Radium and Uranium Corporation nell'industria privata, poi nel 1948 ottenne una posizione come ricercatrice alla Columbia University, finanziata dalla Atomic Energy Commission nel contesto della ricerca nucleare postbellica. Era l'unica donna tra i ricercatori e aveva l'incarico di migliorare l'applicazione delle emulsioni nucleari per lo studio delle particelle ad alta energia prodotte dai nuovi acceleratori. Nel 1950 fu trasferita al Brookhaven National Laboratory a Long Island dove era stato costruito il Cosmotrone, acceleratore di particelle all'avanguardia, per applicare il metodo fotografico agli esperimenti con fasci accelerati.

Nel 1950 l'Accademia Svedese delle Scienze assegnò il Premio Nobel per la Fisica a Cecil Frank Powell con la seguente motivazione: "per il suo sviluppo del metodo fotografico di studio dei processi nucleari e le sue scoperte riguardanti i mesoni fatta con questo metodo". Powell aveva effettivamente scoperto il pione, particella prevista teoricamente da Hideki Yukawa, analizzando emulsioni esposte ai raggi cosmici nel 1947. Ma Powell, come tutti i ricercatori del settore, aveva iniziato a utilizzare le emulsioni fotografiche solo nel 1938 dopo che furono riconosciuti i vantaggi del metodo sviluppato da Marietta Blau. La scoperta del pione di Powell si basava interamente sui lavori pionieristici di Marietta. Durante il discorso ufficiale di accettazione del Nobel, Powell non citò nemmeno il nome di Marietta Blau o riconobbe in alcun modo il suo contributo fondamentale.

Le nomination ignorate e il ritorno a Vienna
Erwin Schrödinger, Premio Nobel per la Fisica 1933 e uno dei padri della meccanica quantistica, candidò Marietta Blau al Premio Nobel per la Fisica nel 1950 insieme a Hertha Wambacher per essere stata la prima a sviluppare la tecnica fotografica delle emulsioni nucleari e per la scoperta delle stelle di disintegrazione. La candidatura fu ignorata a favore di Powell. Schrödinger non si arrese e la candidò nuovamente nel 1956 e nel 1957, questa volta per il Premio Nobel per la Chimica. Anche Hans Thirring, fisico austriaco, la candidò nel 1955. Nessuna di queste nomination ebbe successo. La comunità scientifica internazionale non dimenticava il suo nome, ma il comitato Nobel sì.

Nel 1955 Marietta divenne professore associato presso l'Università di Miami in Florida grazie a una borsa di studio dell'United States Air Force. Allestì un laboratorio attrezzato dove proseguì le ricerche sulle emulsioni nucleari, ma anni di esposizione a sostanze radioattive iniziavano a minare gravemente la sua salute. Soffriva di rigidità articolare alle mani che rendeva difficile il lavoro di laboratorio, sviluppò cataratta agli occhi richiedendo un intervento chirurgico urgente. Non avendo accumulato contributi previdenziali negli Stati Uniti, decise di tornare a Vienna nel 1960 dove i costi sanitari erano inferiori grazie al sistema pubblico austriaco. Suo desiderio era rientrare negli Stati Uniti dopo l'operazione, ma le condizioni di salute non glielo permisero più.

Gli ultimi anni e la morte indigente
A Vienna Marietta riprese a lavorare, nuovamente a titolo gratuito, presso l'Istituto per la Ricerca sulla Radioattività dove era iniziata la sua carriera quarant'anni prima. Guidò un gruppo di lavoro che analizzava le riprese fotografiche delle tracce degli esperimenti condotti al CERN, il neonato laboratorio europeo di fisica delle particelle fondato nel 1954 a Ginevra. Fu anche relatrice di una tesi di dottorato sull'argomento, dimostrando che la sua competenza scientifica rimaneva intatta nonostante l'età e la malattia. Nel 1962 le venne conferito il Premio Erwin Schrödinger, massimo riconoscimento scientifico austriaco, tardivo omaggio che non compensava decenni di marginalizzazione e mancato riconoscimento internazionale. Tuttavia l'Accademia Austriaca delle Scienze rifiutò la sua ammissione come membro, perpetuando fino all'ultimo l'esclusione di questa pioniera.

Marietta Blau morì il 27 gennaio 1970 a Vienna a causa di un tumore, probabilmente conseguenza dell'esposizione prolungata alle radiazioni durante decenni di ricerche sulla radioattività. Morì indigente, senza risparmi, dipendendo dalla minima pensione sociale austriaca. I necrologi nei principali giornali scientifici furono brevi e sbrigativi, sottolineando la scoperta delle stelle di disintegrazione ma omettendo la questione del Nobel negato a favore di Powell, perpetuando l'oblio che aveva accompagnato tutta la sua carriera. Ruth Lewin Sime, storica della scienza che ha studiato approfonditamente la sua biografia, scrisse: "Marietta Blau è la figura più tragica nella storia dei raggi cosmici. La sua vita e il suo lavoro furono caratterizzati da avversità e contraccolpi, eppure i suoi risultati eccellono quelli di molti altri che vennero premiati con il Nobel nel contesto dei raggi cosmici".

L'eredità scientifica delle emulsioni nucleari
La tecnica delle emulsioni nucleari fotografiche sviluppata da Marietta Blau divenne lo strumento standard della fisica delle particelle per oltre trent'anni. Permise la scoperta non solo del pione da parte di Powell nel 1947, ma anche del kaone nel 1947, dell'iperone sigma nel 1953 e di numerose altre particelle esotiche che popolavano il cosiddetto zoo delle particelle prima dell'avvento del modello a quark negli anni Sessanta. Le emulsioni erano economiche, non richiedevano alimentazione elettrica, potevano essere esposte per lunghi periodi in luoghi remoti come cime montane o stratosfera tramite palloni aerostatici. La loro risoluzione spaziale submicrometrica permetteva di ricostruire dettagli finissimi delle interazioni nucleari impossibili da osservare con altri rivelatori dell'epoca.

Negli anni Cinquanta e Sessanta migliaia di fisici in tutto il mondo passavano ore al microscopio analizzando emulsioni esposte ai raggi cosmici o agli acceleratori, un lavoro meticoloso e paziente che richiedeva competenze sviluppate proprio da Marietta nei suoi anni viennesi. Le emulsioni nucleari furono utilizzate nell'esperimento Opera ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso tra il 2008 e il 2018 per rivelare le oscillazioni dei neutrini, fenomeno che valse il Premio Nobel per la Fisica 2015 a Takaaki Kajita e Arthur McDonald. Ancora oggi le emulsioni vengono impiegate in applicazioni di frontiera come la tomografia muonica per studiare l'interno delle piramidi egizie o dei vulcani attivi, sfruttando la penetrazione dei muoni cosmici attraverso grandi masse di materia.

Marietta Blau inventò uno strumento che permise di vedere l'invisibile, aprendo una finestra sul mondo subatomico che cambiò la fisica del XX secolo. Dovette fuggire dal nazismo perdendo collaboratori, riconoscimenti e la possibilità di assistere al trionfo delle sue tecniche. Cecil Powell vinse il Nobel usando i suoi metodi senza mai citarla. Morì sola e povera a Vienna, la città dove aveva iniziato la sua carriera brillante. La sua storia ci ricorda che il progresso scientifico non è lineare né giusto, e che troppe menti geniali sono state sacrificate alle ideologie totalitarie e alle discriminazioni di genere che hanno impoverito l'umanità intera.

 

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