E.M. Purcell non studiò solo fisica. Ha contribuito a sviluppare strumenti che ci permettono di vedere l’invisibile. Nato a Taylorville, Illinois nel 1912, questo fisico americano ha continuato a cambiare il modo in cui comprendiamo la materia e l’universo. Morì a Cambridge, nel Massachusetts, nel 1997, lasciando dietro di sé un’eredità che rappresenta più il fondamento della tecnologia moderna che la storia.
Al centro della sua fama c’è un’importante svolta: la scoperta della risonanza magnetica nucleare nei liquidi e nei solidi.
Era il 1946. Purcell riuscì a decifrare il codice indipendentemente da Felix Bloch. Hanno ricevuto congiuntamente il Premio Nobel per la fisica nel 1952. Perché è importante? Perché l’NMR è molto più di un semplice trucco di laboratorio. Questo è il motore dietro la risonanza magnetica (MRI). Ciò consente ai ricercatori di studiare da vicino la struttura molecolare dei materiali puri e di interpretare la complessa composizione delle miscele. Senza i metodi di Purcell, la diagnostica medica e l’analisi chimica sarebbero cadute nel Medioevo.
Dalle guerre radar al rilevamento di precisione
La strada di Purcell verso il Premio Nobel fu lastricata nel mezzo della Seconda Guerra Mondiale. Ha guidato un gruppo presso il Radiation Laboratory del MIT per risolvere problemi radar critici. Questa non è una teoria astratta. È sopravvivere e individuare gli aerei nemici attraverso le nuvole e l’oscurità.
Dopo la guerra, Purcell fece molto di più che tornare semplicemente a insegnare. Ha applicato la sua precisione in tempo di guerra a nuovi problemi. Nel 1946 sviluppò il metodo di rilevamento della risonanza magnetica nucleare. Era incredibilmente accurato. Questo è stato un miglioramento significativo rispetto al metodo del raggio atomico creato dal fisico Isidor I. Rabi. I cambiamenti sono evidenti. Il metodo di Rabi è buono. L’approccio di Purcell allo studio di solidi e liquidi è migliore, più pulito e più efficiente.
Ascoltando le stelle
Due anni dopo aver vinto il Premio Nobel, Purcell fece qualcosa apparentemente estraneo alle apparecchiature per la risonanza magnetica. alzò lo sguardo.
Nel 1952, come professore all’Università di Harvard, osservò la radiazione con una lunghezza d’onda di 21 centimetri proveniente dall’idrogeno atomico neutro nello spazio interstellare. Sembra secco. Non lo è.
L’astronomo olandese H.C. van de Hulst aveva già previsto queste onde radio nel 1944. Ma una previsione non è una prova.
Purcell lo ha dimostrato.
La sua osservazione ha permesso agli astronomi di osservare le nubi di idrogeno nelle galassie.
L’idrogeno è ovunque, ma difficile da vedere alla luce visibile. Questa onda radio ha cambiato tutto.
Permettono agli scienziati di mappare la distribuzione della materia nell’universo. Hanno misurato la rotazione della Via Lattea. All’improvviso, la Via Lattea non era più solo una massa informe. Una struttura con movimento e massa misurabili.
Eredità della misurazione
La carriera di Purcell è stata segnata da una serie di primati. Nel 1949 divenne professore all’Università di Harvard. Nel 1960 gli fu assegnata la cattedra di Gerhard Gade. La comunità scientifica se ne è accorta. Nel 1979 ha ricevuto la Medaglia Nazionale della Scienza. Fu nominato professore emerito nel 1980. Facendo un passo indietro ma non allontanandosi dal lavoro.
Usiamo i suoi metodi quotidianamente. Che tu sia un medico che esamina una scansione dei tessuti molli o un chimico che analizza un nuovo farmaco.
