STEINBERGER, Jack

STEINBERGER, Jack

Fisico statunitense di origine tedesca, nato a Bad Kissingen il 25 maggio 1921 da famiglia ebraica. A causa delle leggi naziste contro l'accesso degli ebrei all'educazione superiore nelle scuole pubbliche, nel 1934 fu mandato dal padre a studiare a New York. In seguito (1942) ottenne un diploma in ingegneria chimica presso l'università di Chicago. Ebbe i primi contatti con il mondo della fisica quando, per il servizio militare, fu comandato presso il laboratorio delle radiazioni del MIT (Massachusetts Institute of Technology) in cui veniva sviluppato un dispositivo di puntamento a guida radar. Dopo la fine della seconda guerra mondiale tornò all'università di Chicago (1945) dove ottenne il Ph.D. in fisica (1948). Tra i suoi professori ebbe E. Fermi ed E. Teller, e come colleghi C.N. Yang e T.D. Lee. Durante il dottorato studiò i muoni, particelle subatomiche presenti nei raggi cosmici, riuscendo tra l'altro a dimostrare che il muone decade in un elettrone e due neutrini.

Nel 1949, su invito di G.C. Wick, si recò presso l'università di California a Berkeley, dove partecipò al completamento dell'elettrosincrotrone concepito da E. McMillan. Questo acceleratore consentì a S. di realizzare i primi esperimenti sulla fotoproduzione di pioni, riuscendo a stabilire l'esistenza dei pioni neutri e a misurare il tempo di vita medio dei pioni stessi. Nel 1950, in seguito al suo rifiuto di firmare un manifesto anticomunista, fu costretto a lasciare Berkeley e a trasferirsi alla Columbia University di New York (vi rimase fino al 1971), dove si era appena completato nel Nevis Laboratory un ciclotrone da 380 MeV che per la prima volta offriva la possibilità di realizzare esperimenti con fasci di mesoni π. Negli anni seguenti, S. si servì di questi fasci per determinare gli spin e le parità di pioni sia carichi che neutri, per misurare la differenza di massa π−π⁰ e per studiare la diffusione di pioni carichi.

Successivamente S. si è occupato dello studio, della realizzazione e dello sviluppo di camere a bolle. La loro utilizzazione nel campo della fisica delle particelle ha consentito a lui e ai suoi collaboratori di ottenere una notevole serie di risultati, tra cui la dimostrazione dell'esistenza dell'hiperione Σ⁰ e la misura della sua massa; la dimostrazione della violazione della parità nel decadimento Λ (1957); la dimostrazione del decadimento β del pione (1958); la determinazione della parità π⁰ sulla base della correlazione angolare nella doppia conversione interna dei raggi γ (1962); la determinazione del tempo di vita dei decadimenti ω e ϕ (1962). Parte di questi risultati furono ottenuti con la collaborazione di due gruppi italiani di ricerca: quello di Bologna guidato da G. Puppi e quello di Pisa guidato da M. Conversi.

Interrotti gli esperimenti con le camere a bolle S. si dedicò, assieme a L. Lederman e M. Schwartz, alla realizzazione di un esperimento nuovo e particolarmente complesso, con cui fu evidenziata l'esistenza di una nuova particella subatomica, il neutrino muone. Numerosi e notevoli furono i problemi, sia teorici sia sperimentali, che i tre ricercatori dovettero risolvere per la riuscita dell'esperimento; il più rilevante fu la necessità di generare un fascio ad alta energia di neutrini, circostanza mai prima realizzata. La scoperta del neutrino muone, in precedenza previsto solo teoricamente, ha consentito di stabilire la parità dei leptoni e l'esistenza di due distinte famiglie di leptoni che non si mischiano mai fra di loro. L'importanza della scoperta è cresciuta negli anni, consentendo di formulare e risolvere nuovi problemi riguardanti la struttura intima della materia; si pensi per es. che la parità dei leptoni è richiesta dal cosiddetto standard model per i quark e i leptoni.

Per l'alto contributo offerto dall'esperimento alle conoscenze nel campo della fisica delle particelle − sia per la parte sperimentale con la generazione di un fascio di neutrino, sia per la scoperta di una nuova particella − nel 1988 è stato conferito a S., unitamente a Lederman e Schwartz, il premio Nobel per la fisica. Dal 1968 al 1986 S. aveva lavorato attivamente al CERN di Ginevra. Dal 1986 è professore presso la Scuola Normale Superiore di Pisa.