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Perché il francese Kastler ha avuto il Nobel di fisica RISPOSTE ai LETTORI Perché il francese Kastler ha avuto il Nobel di fisica Le sue ricerche sugli atomi con il metodo della « doppia risonanza» facilitarono la scoperta del Laser Il premio Nobel per la fisica è stato concesso quest'anno al francese A. Kastler. A che cosa si riferiscono I suoi studif (segue la firma) Il premio Nobel 1966 per la fisica è stato assegnato « per la scoperta e lo sviluppo del metodi ottici nello studio della risona/iza hertziana degli atomi ». Il metodo di Kastler è chiamato metodo della « doppia risonanza», In quanto esso fa uso simultaneo di due radiazioni: una con lunghezza d'onda nel visibile (luce), l'altra a radiofrequenza, per lo studio delle strutture atomiche. Come è noto, se investiamo atomi di una certa sostanza con una luce qualunque, soltanto alcune lunghezze d'onda vengono assorbite: ciò perché un atomo può assumere posizioni (in energia) ben definite e pertanto è sensibile solo a determinate lunghezze d'onda (quelle che forniscono l'energia esatta, né più né meno, per fare un certo salto energetico). SI dice in tal caso che l'atomo è « in risonanza » con le corrispondenti frequenze. Le strutture atomiche < in risonanza » colla luce visibile (salti cioè relativamente « grossi») sono state ampiamente studiate dagli spettroscopisti all'inizio del secolo. Solo con l'avvento delle tecniche elettroniche è stato però possibile studiare le strutture iperfine, cioè quel «piccoli» salti di energia, che corrispondono alle radiofrequenze. 11 metodo della doppia risonanza interessa simultaneamente un salto grosso e un salto piccolo. In esso ha una parte essenziale il cosiddetto « pompaggio ottico». Tale tecnica consiste nell'lnvestire degli atomi, in condizioni normali di equilibrio termico (cioè, come si dice, nello « stato fondamentale*), con luce di lunghezza d'onda e polarizzazione opportune. In tali condizioni, parte di essi atomi effettuano il salto grosso dallo stato fondamentale a un livello eccitato. Poi decadono spontaneamente; ma non tutti tornano allo stato fondamentale; in parte si fermano su un gradino intermedio. Con ciò, il livello intermedio risulta più popolato di quanto ci si aspetterebbe in base a considerazioni di equilibrio termico; anzi, si può fare in modo che questo livello intermedio risulti più popolato che lo stato fondamentale. Questa, nel mondo degli atomi, è una situazione singolare, come sarebbe In una popolazione umana (una città, poniamo) che gli ottantenni fossero più numerosi che i ventenni. Una tale situazione sarebbe estremamente improbabile (praticamente « impossibile»), secondo le leggi della termodinamica. Il fatto è che in natura bisogna distinguere fra leggi Inviolabill, cerne quelle attinenti a una sola particella (leggi microscopiche) o fra leggi di natura statistica che si riferiscono a una folla di molti individui (leggi macroscopiche). Queste ultime possono talvolta essjr eluse. Il metodo del pompaggio, di Kastler, è stato il primo tentativo di alterare l'equilibrio termico, a quasi un secolo di distanza dalla formulazione iniziale della meccanica statistica. Il pompaggio ottico è stato un mezzo molto fecondo per l'indagine della struttura iperHna degli atomi. Inoltre, sulla base di questo principio, nel 1951, Townes poteva suggerire la produzione di emissione stimolata in opportune cavità, in modo da ottenere radiazioni coerenti. Questa idea si concretava nel Maser e nel Laser. F. T. Arecchi dell'Università di Milano