Chien-Shiung Wu: la fisica che rovesciò una legge dell'universo

Nel 1957 il Premio Nobel per la Fisica fu assegnato a due giovani teorici, Tsung-Dao Lee e Chen-Ning Yang, per aver previsto che in natura "destra" e "sinistra" non sono equivalenti. Ma la previsione sarebbe rimasta carta straccia senza l'esperimento che la confermò, ideato e realizzato da una donna: Chien-Shiung Wu. Il suo nome non comparve tra i premiati, in una delle esclusioni più discusse nella storia del Nobel. Eppure Wu è oggi ricordata come una delle più grandi fisiche sperimentali del Novecento, soprannominata la "First Lady della fisica".

Dalla Cina a Berkeley

Chien-Shiung Wu nacque nel 1912 vicino a Shanghai, in un'epoca in cui in Cina l'istruzione femminile era ancora un'eccezione. Suo padre, un ingegnere progressista, aveva fondato una scuola per ragazze e la incoraggiò a studiare. Brillantissima, Wu si laureò all'Università di Nanchino e nel 1936 partì per gli Stati Uniti, dove conseguì il dottorato all'Università della California a Berkeley sotto la guida di Ernest Lawrence, premio Nobel e inventore del ciclotrone. Si specializzò in fisica nucleare e nello studio del decadimento beta, diventando in pochi anni una delle massime esperte mondiali del settore.

Il Progetto Manhattan

Durante la Seconda guerra mondiale Wu fu chiamata a lavorare alla Columbia University di New York, dove contribuì al Progetto Manhattan, il programma che portò alla bomba atomica. Il suo apporto fu decisivo per risolvere un problema che bloccava la reazione a catena nei reattori: aveva a che fare con l'assorbimento dei neutroni da parte di un gas prodotto dalla fissione, lo xeno. La sua competenza sui processi nucleari la rese una figura insostituibile, anche se, come tante scienziate dell'epoca, dovette lottare contro pregiudizi di genere e di origine.

La legge che tutti credevano intoccabile

Per capire l'impresa di Wu serve un concetto: la parità. Per decenni i fisici avevano dato per scontato che le leggi della natura non distinguessero tra un fenomeno e la sua immagine speculare: tutto ciò che accade dovrebbe poter accadere allo stesso modo "allo specchio". Era la conservazione della parità, ritenuta un principio assoluto. Nel 1956 Lee e Yang, alle prese con un rompicapo della fisica delle particelle, avanzarono un'ipotesi eretica: forse la parità non si conserva nelle interazioni deboli, la forza responsabile del decadimento radioattivo. Ma era solo teoria. Serviva qualcuno capace di metterla alla prova.

L'esperimento del cobalto-60

Quel qualcuno fu Chien-Shiung Wu. Progettò un esperimento di straordinaria delicatezza: raffreddare atomi di cobalto-60 radioattivo a temperature vicinissime allo zero assoluto e allinearne i nuclei con un campo magnetico, per poi osservare la direzione in cui venivano emessi gli elettroni durante il decadimento beta. Se la parità fosse stata conservata, gli elettroni sarebbero usciti in egual misura nelle due direzioni. Realizzato a cavallo tra il 1956 e il 1957 con il supporto del National Bureau of Standards, l'esperimento diede un risultato netto: gli elettroni venivano emessi preferibilmente in una direzione. La parità, in quel processo, non si conservava. La natura, a livello fondamentale, distingue la destra dalla sinistra. I risultati furono pubblicati sulla rivista Physical Review nel 1957.

Il Nobel mancato e l'eredità

La scoperta fu una bomba per la comunità scientifica: uno dei pilastri ritenuti più solidi era crollato grazie a un esperimento ineccepibile. Pochi mesi dopo, nello stesso 1957, il Nobel per la Fisica andò a Lee e Yang. Wu, che aveva trasformato la loro idea in fatto dimostrato, fu ignorata dal comitato. Molti colleghi giudicarono l'esclusione un'ingiustizia clamorosa, attribuita anche ai pregiudizi dell'epoca verso le donne nella scienza. Wu non si fermò: continuò a fare ricerca ai massimi livelli, ricevette numerosi riconoscimenti e nel 1975 divenne la prima donna a presiedere l'American Physical Society. Nel 1978 le fu conferito il primo Premio Wolf per la fisica. Morì a New York nel 1997. Oggi è celebrata in libri, francobolli e iniziative dedicate alle donne nella scienza, e la sua vicenda resta un caso di studio su come il riconoscimento, in fisica, non sempre segua il merito. Chien-Shiung Wu dimostrò che l'universo non è simmetrico come si credeva — e che neppure la storia della scienza lo è stata con lei.

La portata della scoperta va ben oltre un dettaglio tecnico. La violazione della parità ha costretto i fisici a riscrivere parte delle fondamenta della fisica delle particelle e ha aperto la strada alla comprensione delle interazioni deboli, una delle quattro forze fondamentali della natura. È legata al motivo per cui certe particelle si comportano in modo diverso dalle loro immagini speculari, e tocca questioni profonde come l'asimmetria tra materia e antimateria, cioè il perché l'universo sia fatto di qualcosa anziché essersi annichilito subito dopo il Big Bang. Senza l'esperimento di Wu, queste linee di ricerca non sarebbero decollate quando lo fecero.

La sua rigorosa abilità sperimentale era leggendaria: i colleghi sapevano che, se un risultato portava la firma di Wu, era affidabile. Proprio per questo continuò a essere chiamata a verificare le previsioni teoriche più delicate, comprese quelle legate alla cosiddetta teoria delle interazioni deboli "vettore-assiale". Oltre alla ricerca, Wu si impegnò anche per favorire la presenza delle donne nelle scienze, denunciando apertamente le barriere che lei stessa aveva incontrato: una battaglia che, a distanza di decenni, la rende una figura attuale tanto quanto le sue scoperte.