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Stanislaw Ulam, il matematico polacco che inventò la bomba a idrogeno

Stanislaw Ulam fu uno dei più brillanti matematici del ventesimo secolo ed è l'ideatore del principio di funzionamento della bomba a idrogeno.

Categorie Matematica · Scienza e Scienziati

Stanislaw Ulam è uno dei più grandi esponenti della scuola matematica polacca del ventesimo secolo. Egli diedi enormi contributi allo sviluppo del calcolo combinatorio e della topologia, ma viene ricordato dalla storia per essere uno dei padri della bomba ad idrogeno.

La nascita e gli studi in Polonia

Stanislaw Ulam nacque nel 1909 a Leopoli, una città appartenente all’impero austro-ungarico e ora annessa all’Ucraina. Egli viveva nella parte della città a maggioranza polacca e trascorse l’intera infanzia a Leopoli. Fin da bambino mostrò una naturale predisposizione per la matematica, scegliendo quindi di seguire gli studi avanzati della disciplina presso il Politecnico di Leopoli, sotto la guida del maestro Stefan Banach, uno dei più importanti matematici del mondo.

Leopoli, la città natale di Stanislaw Ulam
La città di Leopoli oggi, anche nota come la Parigi dell’Est.

Una volta presa la laurea, uscì finalmente dalla città natale per esplorare grandi capitali europee e americane, completando i suoi studi di matematica presso le più prestigiose università del vecchio continente.

Lo scoppio della guerra e la fuga negli Stati Uniti

Nel corso dei suoi studi il giovane Ulam aveva stretto amicizia con John von Neumann, famoso matematico americano di origine ungherese, che lo invitò più volte come visiting scholar in America. Nel 1939, poco prima che i tedeschi invadessero la Polonia, Ulam si trasferì definitivamente negli Stati Uniti per insegnare ad Harvard e all’Università del Winsconsin-Madison.

Il progetto Manhattan

Sebbene poco conosciuto fra gli scienziati del Progetto Manhattan, Stanislaw Ulam fu un esponente di spicco fra essi. Egli fu coinvolto nel progetto, sotto indicazione dello stesso Von Neumann, nel 1943, e iniziò subito a collaborare con Edward Teller ed Enrico Fermi. A Los Alamos, il matematico polacco suggerì di usare il metodo Monte Carlo per risolvere complicatissimi integrali della teoria delle reazioni nucleari. Il contributo di Ulam fu marginale per quanto riguarda i due ordigni adoperati dagli Stati Uniti su Hiroshima e Nagasaki, ma al contrario diede un contributo fondamentale per la costruzione della bomba H.

Los Alamos, luogo di lavoro degli scienziati fra cui Stanislaw Ulam.
Monumento di benvenuto della città di Los Alamos, a rimarcare l’attività di ricerca svolta dagli scienziati del progetto Manhattan.

Stanislaw Ulam e la teoria della bomba H

In pochi sanno che la mente che partorì la prima bomba ad idrogeno, agli inizi degli anni ’50, fu proprio quella di Stanislaw Ulam. Egli corresse il modello sbagliato di Edward Teller, descrivendone in modo matematico e formale uno nuovo, che avrebbe garantito la compressione e successiva detonazione del materiale termonucleare. La bomba H è una bomba che coinvolge un processo di fusione nucleare, oltre al processo di fissione, unico principio di funzionamento delle due bombe atomiche sganciate sul Giappone nel 1945.

prototipi bomba H, il cui padre è proprio Stanislaw Ulam
credits: wikipedia
Due involucri di bombe H recuperati a Palomares in mostra al National Atomic Museum di Albuquerque.

Le bombe a idrogeno fortunatamente non sono mai state usate e sono oggi note col nome di bombe Teller-Ulam.

I contributi alla matematica e alla tecnica di Ulam

Stanislaw Ulam, oltre ad aver partecipato in maniera attiva al progetto Manhattan, si dedicò allo studio della matematica pura, dando importanti contributi in diverse branche della scienza dei numeri. Il suo lavoro più apprezzato è sicuramente lo sviluppo del metodo Monte Carlo, ma non è da dimenticare il problema di Fermi-Pasta-Ulam. Tale problema riguarda lo studio di sistemi fisici non lineari e la simulazione del loro comportamento su un calcolatore elettronico.

Partendo da metodi simili a quelli usati per la bomba H, Ulam progettò anche motori a fissione/fusione, ipotizzando di usarli per la propulsione di navicelle spaziali. Dopo quasi dieci anni passati a Los Alamos, Ulam decise di averne abbastanza di contribuire alla causa bellica e tornò ad insegnare matematica all’università. Morì a Santa Fe, nel New Mexico, nel 1984.

Le avventure del matematico Stanislaw Ulam

La vita movimentata e travagliata del matematico americano di origine polacca è contenuta nella sua autobiografia. Da essa è tratto il film “Adventures of a Mathematician“, diretto da Thor Klein. Il film analizza i rapporti familiari di Ulam, desideroso di sconfiggere il nazismo per salvaguardare la salute dei genitori e della sorella, rimasti in Polonia a subire le angherie dei soldati tedeschi.

Quella di Ulam è la storia semisconosciuta di uno dei più grandi scienziati del secolo scorso, padre della bomba H e di una delle pietre miliari della statistica, ovvero il metodo Monte Carlo.

FONTI VERIFICATE

  • Stanisław Ulam, Adventures of a Mathematician, New York, Charles Scribner’s Sons, 1983.
  • Britannica, Stanislaw Ulam.