SCHWARTZ, Melvin
SCHWARTZ, Melvin
Fisico statunitense, nato a New York il 2 novembre 1932. Laureato in fisica alla Columbia University, ottenne nello stesso ateneo anche il dottorato in fisica (1956). Negli anni successivi ricoprì alcuni incarichi accademici presso la Columbia University, dapprima come assistant professor (1958), poi come associate professor (1960) e infine come full professor (1963). In quegli anni, in collaborazione con alcuni illustri colleghi tra cui T.-D. Lee, L.M. Lederman e J. Steinberger, condusse importanti ricerche presso il protosincrotone dei laboratori di Brookhaven. Nel 1966 si trasferì all'università di Stanford, dove in quello stesso periodo cominciava a operare un nuovo acceleratore lineare di particelle su cui S. condusse diverse ricerche. Nel 1970 fondò una società per lo sviluppo di sistemi digitali atti al trattamento di comunicazioni dati, la Digital Pathways Inc., e nel 1983 decise di dedicarsi totalmente alla gestione di essa, abbandonando l'insegnamento accademico. Nel 1988, in riconoscimento di alcune ricerche condotte nel 1962 presso i laboratori di Brookhaven, gli è stato conferito il premio Nobel per la fisica insieme a L.M. Lederman e a J. Steinberger.
L'esperienza per la quale gli è stato attribuito il premio Nobel riguarda l'evidenza sperimentale di un secondo tipo di neutrino rispetto a quello allora conosciuto. Un primo tipo di neutrino, che proviene dalla reazione di decadimento β presente nei fenomeni di radioattività naturale o artificiale e si forma sempre in concomitanza con elettroni, era stato evidenziato, associato all'elettrone, per la prima volta nel 1956 per merito di C. Cowan e F. Reines, osservando la reazione ·ν+p→n+e+. Dato che in natura esiste un'altra particella leptonica con caratteristiche del tutto simili a quella dell'elettrone, cioè il muone, la cui massa è 207 volte maggiore di quella dell'elettrone, alla fine degli anni Cinquanta i fisici s'interrogavano sull'esistenza di un secondo neutrino associato al muone. I primi a intuire che questo secondo neutrino fosse diverso dal precedente furono indipendentemente G. Feinberg e B. Pontecorvo, il quale propose anche di studiare i neutrini prodotti dai pioni energizzati. S., assieme ai suoi colleghi, allestì l'esperimento volto a evidenziare la presenza del secondo neutrino nell'appena costruito acceleratore lineare di Brookhaven, utilizzandolo come sorgente di un fascio di neutrini, dotati di un'energia tale da aumentare notevolmente la loro probabilità d'interazione con la materia. Il fascio attraversava una successione di lastre di acciaio dello spessore di 14 metri (ricavate dalla demolizione di una corazzata americana), in grado di trattenere la gran parte delle particelle prodotte tranne i neutrini. Nell'esperimento veniva lanciato un fascio di protoni contro un bersaglio di berillio con produzione di pioni e quindi di fasci neutrinici. Si calcola che nel corso della campagna di esperimenti furono prodotti circa 1014 neutrini, ma fu possibile rilevarne solo qualche dozzina con un enorme e sofisticato rilevatore appositamente concepito. Tra le altre difficoltà, le maggiori derivarono dalla necessità di evitare le confusioni ingenerate dalle particelle costituenti i raggi cosmici. Come risultato dell'esperienza condotta, si poté identificare con certezza l'esistenza di due famiglie separate di neutrini che non si mescolano mai. Ciò significa che i neutrini prodotti dal decadimento del muone (o dell'elettrone), se interagiscono di nuovo possono scomparire trasformandosi solamente di nuovo in un muone (o un elettrone), ricordandosi così della loro provenienza. Lo studio dei neutrini costituisce anche un argomento di formidabile interesse per i cosmologi in quanto la conoscenza della loro eventuale massa fornirebbe informazioni circa la legge di espansione dell'universo.
S. ha condotto anche altre ricerche, riguardanti principalmente il decadimento dei mesoni K neutri di lunga vita e la produzione e il rilevamento di atomi relativistici, simili nella struttura a quelli dell'idrogeno, composti però da un pione e da un muone.