Freeman Dyson

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Freeman Dyson nel 2005
Premio Wolf Premio Wolf per la fisica 1981

Freeman John Dyson (Crowthorne, 15 dicembre 1923) è un fisico e matematico britannico naturalizzato statunitense.

Biografia[modifica | modifica wikitesto]

Conosciuto principalmente per i suoi studi in elettrodinamica quantistica, fisica dello stato solido ed ingegneria nucleare, ha teorizzato vari concetti che tutt’ora portano il suo nome. I più importanti tra questi sono la Trasformazione di Dyson, l’Albero di Dyson, la Serie di Dyson e la Sfera di Dyson (spesso abbreviata con il nome “Sfera Dyson”). Nato il 15 dicembre 1923 a Crowthorne in Berkshire, Dyson è figlio del compositore inglese George Dyson. Non ci sono relazioni di sangue tra lui e l’astronomo Frank Watson Dyson, ma il fatto che condividesse il cognome con Freeman incentivò ancor più quest’ultimo nel proseguire i suoi studi ed aumentare il suo interesse per la scienza. In giovane età, Dyson mostra un notevole interesse per lo studio del sistema solare e della sua logica, ed all’età di cinque anni calcola il numero di atomi presenti nel Sole.

Dal 1936 al 1941 frequenta il Winchester College, dove suo padre aveva lavorato come direttore d’orchestra e maestro di Musica. All’età di diciassette anni studia con il matematico Godfrey Harlod Hardy al Trinity College (dove due anni prima aveva vinto una borsa di studio) e due anni dopo, all’età di diciannove anni, viene chiamato a lavorare per la Operational Research Section (ORS) del Comando Bombardieri della Royal Air Force inglese durante la Seconda Guerra Mondiale. Al termine di quest’ultima, Dyson viene riammesso al Trinity College, dove ottiene il “Bachelor of Arts degree” in matematica e dove poi si tratterrà per qualche anno per continuare i suoi studi come collaboratore del college.

Nel 1947 Dyson si trasferisce negli Stati Uniti per conseguire il dottorato in fisica assieme al fisico nucleare Tedesco Hans Bethe alla Cornell University(1947-1948). Nel giro di una settimana dal suo arrivo, Dyson fa la conoscenza del fisico teorico Richard Phillips Feynman, che riconosce immediatamente la genialità di Dyson, e decide di seguirlo nei suoi studi. Negli anni successivi studia al Institute for Advanced Study per poi tornare nel 1949 in Inghilterra, dove diventa ricercatore all’Università di Birmingham senza, però, essere mai riuscito a conseguire il dottorato.

Nel suo periodo di permanenza in Inghilterra, Dyson dimostra l’equivalenza di due formule in elettrodinamica quantistica facendo frequente utilizzo dei diagrammi di Feynman (cosa della cui Feynman stesso rimase molto colpito in quanto Dyson fu la prima persona ad “apprezzare” l’utilizzo dei diagrammi da lui studiati): la prima è, appunto, rappresentata dai Diagrammi, mentre la seconda è rappresentata dal metodo operativo sviluppato dai fisici teorici Julian Schwinger e Shin’ichirō Tomonaga. Secondo Dyson, i diagrammi di Feynman non sono solamente strumenti e formule di calcolo, bensì essi riescono a rappresentare, grazie a formule sviluppate dallo stesso Dyson, dei potenti strumenti tramite i quali è possibile risolvere i problemi di “rinormalizzazione”, ovvero le problematiche derivate dal calcolo di cifre infinite che emergono nello studio di quantità fisiche.

Gli studi di Dyson sui Diagrammi, inoltre, sono presentati in modo che anche gli altri fisici potessero facilmente comprenderli, rendendo più facile la loro “accettazione” da parte dei fisici.

In particolar modo, gli studi di Dyson sul lavoro di Feynman interessano il fisico teorico Julius Robert Oppenheimer, che in seguito ricompensa Dyson offrendogli la possibilità di continuare gratuitamente i suoi studi al Institute for Advanced Study(citando le parole di Oppenheimer, questo decise di ricompensare Dyson per “avergli provato di aver sbagliato”).

Nel 1949 continua i suoi studi e concepisce il concetto della Serie di Dyson.

Due anni più tardi, nel 1951, si unisce alla facoltà di Cornell in veste di professore, pur mancando di un dottorato, e nel 1953 gli viene offerto un incarico permanente presso il Institute for Advanced Study a Princeton, nel New Jersey, nel quale ha lavorato per più di sessant’anni. Tutt’ora, all’età di novantaquattro si trova lì, in qualità di professore ormai ritirato.

Nel 1957 riceve la cittadinanza statunitense in quanto cittadino naturalizzato e rinuncia quindi alla sua nazionalità inglese. Solo in seguito si è scoperto che una delle maggiori cause che lo ha spinto a fare ciò è il fatto che ad i suoi figli, nati negli Stati Uniti, non è mai stata riconosciuta la nazionalità inglese.

Negli anni successivi, più precisamente dal 1957 al 1961, ha preso parte al Progetto Orion, nel quale si è proposta la possibilità di un viaggio nello spazio utilizzando la propulsione dell’energia nucleare; è stato in seguito realizzato un prototipo con degli esplosivi convenzionali, risultando in un effettivo successo e dimostrando, di conseguenza, la fattibilità del progetto. Nel 1963, però, il Trattato sulla messa al bando parziale degli esperimenti nucleari (in inglese “Partial Test Ban Treaty”, abbreviato in PTBT) ha permesso come solo ed unico metodo di sperimentazione nucleare la sperimentazione sotterranea, causando di conseguenza l’abbandono del progetto.

Nel 1958 ha lavorato come leader del team di design nel progetto TRIGA, un reattore nucleare abbastanza ristretto e relativamente sicuro utilizzato in ospedali ed università di tutto il mondo per la produzione di isotopi a scopo medico.

In documento del 1966 Dyson, assieme ad Andrew Lenard, prova che il principio di esclusione di Wolfgang Pauli gioca un ruolo fondamentale nella stabilità della materia: i due hanno infatti provato che non è la repulsione elettromagnetica degli elettroni di due superfici di due blocchi di legno (posti uno sopra l’altro) a far sì che questi non collassino in un singolo ammasso di materia, bensì è il principio di esclusione, applicato a protoni ed elettroni, che genera la macroscopica “forza normale”. Sempre nell’ambito della fisica della materia condensata, Dyson ha studiato anche la transizione del modello di Ising in una dimensione e le onde a spirale.

Dyson ha lavorato in una serie di campi oltre alla matematica, come topologia, analisi, la teoria dei numeri e le matrici casuali. Proprio riguardo a quest’ultimo campo, nel 1973 il teorico dei numeri Hugh Montgomery stava visitando il Institute for Advanced Study dopo aver scritto la sua congettura riguardante la distribuzione degli zeri nella Funzione Zeta di Riemann. Dopo aver mostrato la sua formula al matematico Atle Selberg, gli viene suggerito di mostrare la sua teoria a Dyson. Questo riconosce la formula come la Funzione di distribuzione radiale dell’insieme unitario gaussiano e ciò mostra un probabile rapporto tra la distribuzione dei numeri primi ed i livelli energetici dei nuclei degli elementi pesanti (come l’uranio).

Nell’anno 1979 Dyson ha collaborato con il Institute for Energy Analysis per lo studio del clima. Il suo gruppo, sotto le direttive del fisico nucleare Alvin Weinberg, ha aperto la strada ad una moltitudine di studi climatici grazie anche al supporto fornito da un gruppo di biologi.

Nel corso degli anni ’70 ha lavorato sugli studi climatici assieme al gruppo di scienziati d’elite statunitensi chiamato JASON.

Nonostante sia stato premiato numerose volte, Dyson non ha mai ricevuto il Premio Nobel. Secondo il fisico teorico e Premio Nobel Steven Weinberg tale decisione fu errata da parte del Comitato Nobel, ma Dyson stesso ha ricordato, nel 2009, che “[pensa] sia quasi vero, senza eccezioni, che se si vuole mai vincere un Premio Nobel si dovrebbe prendere un lungo periodo di attenzione e concentrarsi su un problema profondo ed importante per dieci anni. Ciò non era nel mio stile.”

Dyson ha contribuito regolarmente al The New York Review of Books e, nel 2012, ha pubblicato assieme all'astrofisico William Henry Press una nuova possibile risultato al Dilemma del prigioniero sulla rivista scientifica statunitense PNAS.

Nel 2000 gli è stato assegnato il Premio Templeton.

Si professa cristiano anche se non si cura molto della dottrina.[1]

Riconoscimenti[modifica | modifica wikitesto]

Nel 1993 è stato insignito del Premio Enrico Fermi dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti d'America.

Opere[modifica | modifica wikitesto]

Tra i suoi libri pubblicati in Italia:

Note[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

  • (EN) John J. O'Connor e Edmund F. Robertson, Freeman Dyson, su MacTutor, University of St Andrews, Scotland.
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