Politecnico di Torino, i risultati di maggior rilevanza ottenuti dal gruppo coordinato da Renato
Gonnelli (1955) riguardano le proprietà del MgB2 che diventa superconduttore a 39 K.
Laser: fisica e tecnologia
Nel 1958 apparve su Physical Review un lavoro di Arthur Schawlow (1921-1999) e Charles Townes
(1915) in cui si teorizzava la possibilità di costruire dei masers (Microwave Amplification by
Stimulated Emission of Radiation) funzionanti nella regione del visibile e dell'infrarosso. La corsa
alla costruzione del primo laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) fu vinta
nel 1960 da Theodore Maiman (1927-2007) che realizzò il primo laser a rubino, quindi un laser a
stato solido e non, come suggerito dall'articolo di Schawlow e Townes, un laser a gas. Il primo
maser era stato realizzato nel 1953, trentacinque anni dopo l'introduzione, da parte di Einstein, del
concetto di transizione stimolata tra un livello atomico o molecolare eccitato ed il livello
fondamentale, transizione che sta alla base del funzionamento del maser: ma la sua realizzazione
non provocò in Italia reazioni significative. Nel 1960, invece, l'interesse verso queste tematiche era
stato senza dubbio risvegliato dalla Scuola di Varenna della SIF organizzata da Gozzini cui
parteciparono, tra gli altri, Kastler, Townes e Cohen-Tannoudji e nella quale si discusse anche della
possibilità di costruire un maser ottico (Gozzini, cit. p. 71-72). Non sorprende quindi che ingegneri
e fisici italiani reagissero prontamente all'invenzione del laser. Al di là della reattività intellettuale,
l'approccio alla fisica del laser è stato favorito dalla relativa facilità di costruzione di un laser, una
volta che i suoi principi di funzionamento erano stati compresi. Nel 1963 prese avvio un progetto
quinquennale del CNR denominato “Impresa Maser-Laser”. Nell'ambito di questo progetto (i cui
promotori furono Sette, Toraldo di Francia ed Emilio Gatti), a Roma si unì a Sette Mario Bertolotti;
a Firenze, Toraldo di Francia fu affiancato da un gruppo di ricercatori, tra i quali Riccardo Pratesi; a
Milano un gruppo di giovani si unì intorno a Tito Arecchi; Orazio Svelto si avvalse, tra l'altro, della
preziosa collaborazione e dell'entusiasmo di Carlo Alberto Sacchi (1937-1989). Mentre la
realizzazione dei primi laser in Italia vide in primo piano laboratori extra-universitari (la
Fondazione Bordoni a Roma e il CISE a Milano), la fisica del laser si sviluppò, essenzialmente,
nelle Università. La produzione scientifica italiana sui laser raggiunse rapidamente livelli di valore
internazionale come dimostrano, per esempio, alcuni lavori di Arecchi e di Svelto (per citare solo
due esempi provenienti da formazioni professionali diverse). Un lavoro di Arecchi (pubblicato nel
1965 su Physical Review Letters), primo di una serie dedicata alla coerenza della luce laser,
misurata attraverso la statistica dei fotoni, è ancora citato ai nostri giorni; Svelto ha condotto una
serie di lavori pionieristici su laser in grado di emettere impulsi ultra-corti e sulla fisica che con essi
si può realizzare. Uno dei primi collaboratori di Arecchi, Vittorio Degiorgio, approdò all'inizio degli
anni Ottanta a Pavia (Facoltà di Ingegneria) dove ha costituito un gruppo di ricerca sulla fisica del
laser e le sue applicazioni. Nei primi anni Novanta, è stato istituito a Firenze il LENS (Laboratorio
Europeo di Spettroscopia Non lineare). Al LENS si svolgono ricerche su un ampio spettro di
argomenti: laser operanti nella regione dell'estremo ultravioletto, impulsi laser ultra-corti e ultraintensi, ottica quantistica; ottica dei sistemi complessi; nano-fotonica; ottica non lineare e
spettroscopia di precisione; nanostrutture.
I condensati di Bose-Einstein
Nel 1924, Satyendra Nath Bose (1894-1974) pubblicò, grazie all'interessamento di Einstein, un
lavoro in cui ricavava la formula di Planck per la radiazione di corpo nero trattando la radiazione
elettromagnetica contenuta in una cavità isoterma come composta da quanti di luce (fotoni) dotati di
energia E=h ν e quantità di moto p=h ν/ c ed applicando ad essi una trattazione statistica. L'anno
successivo, Einstein adattò la trattazione di Bose al caso del “gas perfetto” prevedendo, tra l'altro,
che, quando la lunghezza d'onda di de Broglie degli atomi del gas diventa dello stesso ordine di
grandezza della distanza interatomica media, parte degli atomi vanno ad occupare lo stato
energetico minimo, cioè “condensano”. Alla fine degli anni Venti, apparve chiaro che la statistica di
