Addio a Charles Townes

Charles Townes, uno dei grandi scienziati del secolo scorso è scomparso ieri all’età di 99 anni, dopo una vita dedicata alla ricerca e una lunghissima carriera piena di scoperte e innumerevoli prestigiosi riconoscimenti.

Charles H. Townes (a sinistra) e James P. Gordon mostrano il secondo amplificatore di microonde, o maser, che costruirono nel 1955 insieme a H. J. Zeiger Credits: American Physical Society)

Nel corso della seconda guerra mondiale Townes lavorò per i Bell Telephone Laboratories allo sviluppo degli apparati radar e successivamente cominciò ad insegnare presso la Columbia University, dove si interessò alla fisica delle microonde, arrivando a concepire e costruire il primo maser (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation, ovvero Amplificazione di Microonde tramite Emissione Stimolata di Radiazioni ) nel 1954.

Nel 1964 fu insignito del Premio Nobel per la Fisica, assieme a Nikolaj Gennadievič Basov e Aleksandr Michailovic Prochorov, per «il fondamentale lavoro nel campo dell’elettronica quantistica, che ha portato alla costruzione di oscillatori e amplificatori basati sul principio del maser-laser».

Uno scienziato dal volto poco noto ai più, ma che con le sue scoperte ha inciso profondamente nella vita quotidiana di ognuno.

Chi lavorava con lui ne ricorda lo spirito e la passione con cui fino allo scorso anno ha continuato a recarsi ogni giorno al lavoro presso lo Space Sciences Laboratory del campus di Berkley, dove un gran numero di studenti sono stati da lui formati e avviati nel campo dell’astrofisica sperimentale, alcuni affrontando sotto la sua guida programmi pionieristici per lo studio dell’interferometria ad onde corte.

«Con la scomparsa di Charles Townes si chiude un’era» afferma Reinhard Genzel, Direttore del Max Planck Institute «è stato uno dei più grandi fisici sperimentali del secolo scorso, un modello di riferimento e un mentore per tanti colleghi e studenti».

Townes aveva 35 anni quando nel 1951, seduto in un parco a Washington, ebbe l’illuminazione (è il caso di dirlo) su un problema da tempo irrisolto: come riuscire a creare un fascio puro di onde corte di luce ad alta frequenza. Dagli studi sul radar era passato, dopo la guerra, allo studio dell’applicazione delle onde corte di luce per l’analisi dello stato energetico delle molecole, ovvero a quel campo che prende il nome di spettrometria.

Partendo dalle intuizioni di Albert Einstein, che nel 1917 aveva affermato che attraverso la giusta lunghezza d’onda era possibile stimolare un atomo eccitato innescando l’emissione di una luce della medesima lunghezza d’onda, semplicemente amplificandolo, Townes escogitò il modo di separare le molecole eccitate di un gas dalle altre stoccandole in una cavità risonante. Con l’aiuto di un suo studente nel 1954 costruì questo dispositivo che sfruttava gas di ammoniaca, per amplificare le microonde attraverso l’emissione di radiazioni: nasceva il maser.

Da allora si dedicò allo studio di come ottenere lo stesso effetto con la luce, usando degli specchi al termine del tubo di gas per amplificare la luce emessa ed ottenere un “maser ottico”, dando il via all’epoca dello studio sul laser (light amplification by stimulated emission of radiation) per cui fu insignito del Nobel.

Townes come detto fu un pioniere dell’astronomia nell’infrarosso, grazie all’uso della spettroscopia. Sviluppò un rilevatore ad infrarossi incorporato in un laser ad anidride carbonica che rendeva possibile lo studio di questa lunghezza d’onda senza contaminazioni esterne.

Immagine ESO nel vicino infrarosso delle circa 30 stelle intorno al centro galattico e al suo buco nero supermassiccio (strumentazione NACO (NAOS-CONICA) del VLT)

I suoi studi nell’infrarosso sul centro della nostra Galassia, svolti insieme a Reinhard Genzel, rivelarono nel 1985 la presenza di una nube di gas orbitante attorno ad un oggetto massiccio, presumibilmente un buco nero.

Insomma, una vita dedicata alla ricerca che ha dato tanto alla scienza e lasciato una traccia nella vita di tutti. Una notizia triste in apertura di quello che l’UNESCo ha promosso come Anno Internazionale della Luce, ma che ci da l’occasione per parlare e conoscere uno di quegli scienziati che con il loro oscuro lavoro hanno illuminato il cammino dell’umanità.

Fonte: Media INAF | Scritto da Francesca Aloisio