Chien-Shiung Wu, la fisica che nel 1956 mostrò che l'universo non è ambidestro

L'ultima settimana del dicembre 1956, nei laboratori del National Bureau of Standards di Washington, una fisica cino-americana di 44 anni stava preparando l'esperimento più importante della sua vita. Il suo nome era Chien-Shiung Wu. L'esperimento? Verificare se l'universo, nelle sue leggi più profonde, distingue la destra dalla sinistra. Le conseguenze della sua risposta — un netto «sì» — avrebbero capovolto la fisica del Novecento e fatto vincere il Nobel a due suoi colleghi. Non a lei.

La parità: il principio caduto in disgrazia

Fino al 1956 i fisici davano per scontata la conservazione della parità. In termini semplici: le leggi della fisica devono essere uguali se invertiamo specularmente lo spazio (destra e sinistra scambiate). Era un dogma. Quasi nessuno lo metteva in dubbio. Poi, l'1 ottobre 1956, due giovani teorici cinesi del Brookhaven National Laboratory, Tsung-Dao Lee e Chen Ning Yang, pubblicarono su Physical Review un articolo dal titolo provocatorio: «Question of Parity Conservation in Weak Interactions».

Il loro punto era sottile: per le interazioni elettromagnetiche e per la forza nucleare forte, la conservazione della parità era stata verificata sperimentalmente. Per le interazioni deboli — quelle che governano il decadimento beta dei nuclei radioattivi — nessuno aveva mai fatto la verifica diretta. E se non valesse? Per provarlo serviva un esperimento. Lee, durante il pranzo di Capodanno cinese del 1956 da Wu, le aveva sottoposto l'idea: era lei, all'epoca alla Columbia University, l'esperta mondiale di decadimento beta.

L'esperimento al National Bureau of Standards

Wu propose un setup di una precisione mai vista. Bisognava prendere nuclei radioattivi di cobalto-60 (Co-60), allinearli con i loro spin in una direzione precisa usando un campo magnetico, e registrare in quale direzione preferenzialmente venivano emessi gli elettroni del decadimento beta. Se le leggi della fisica fossero state speculari, gli elettroni avrebbero dovuto uscire in uguale quantità verso l'alto e verso il basso (rispetto al campo). Se invece c'era violazione della parità, una direzione sarebbe stata privilegiata.

Per allineare gli spin serviva la temperatura: i moti termici dovevano essere annullati. Wu si rivolse al gruppo di criogenia del NBS, che aveva strumenti per raffreddare il cobalto a 0,003 kelvin, qualche millesimo di grado sopra lo zero assoluto. I lavori durarono mesi, con problemi tecnici di ogni tipo. Wu rinunciò perfino al viaggio di rientro in Cina previsto per quell'estate, deciso vent'anni prima e mai più realizzato. Suo padre, in Cina, morì in sua assenza.

27 dicembre 1956: la parità non si conserva

Il giorno cruciale arrivò poco dopo Natale. I rilevatori di elettroni mostrarono uno squilibrio chiarissimo: gli elettroni venivano emessi preferenzialmente in direzione opposta a quella dello spin del nucleo, con un'asimmetria fino al 70%. L'universo era mancino. Le interazioni deboli violavano la parità. Il lavoro fu pubblicato su Physical Review il 15 febbraio 1957 con cinque autori: Wu, Ambler, Hayward, Hoppes e Hudson.

L'impatto fu immediato. Wolfgang Pauli, uno dei padri della meccanica quantistica, scrisse a un collega: «Non posso credere che Dio sia un mancino debole». Ma il risultato era inequivocabile. La fisica perdeva una delle sue simmetrie più amate; in cambio si apriva la strada per il modello elettrodebole di Glashow, Weinberg e Salam.

Il Nobel a Lee e Yang, non a lei

Pochi mesi dopo, l'Accademia svedese decise. Il Nobel per la Fisica 1957 andò a Lee e Yang, «per la loro penetrante indagine sulle cosiddette leggi della parità che ha portato a importanti scoperte riguardanti le particelle elementari». Wu, l'unica ad aver fatto l'esperimento, non fu inclusa. Nel discorso di accettazione Yang la citò esplicitamente. Lee, anni dopo, la chiamò pubblicamente «la signora che ha dato la prova sperimentale».

Una ricerca degli archivi del comitato Nobel, ricostruita nel 2018 da Physics World, ha contato 23 nomination ufficiali a Wu fra il 1958 e il 1995. Nessuna ha mai prodotto un'assegnazione. Solo nel 1978, a 66 anni, Wu ricevette il primo Wolf Prize for Physics della storia, oggi considerato il più prestigioso premio scientifico dopo il Nobel.

Una vita di precisione

Nata a Liuhe (Cina) il 31 maggio 1912, formata all'università di Nanchino e quindi a Berkeley con Ernest Lawrence, Wu fu reclutata durante la seconda guerra mondiale al Progetto Manhattan, dove risolse un problema sul rilevamento dei neutroni nelle pile nucleari di Hanford. Insegnò alla Columbia dal 1944 al 1981, prima donna a diventare presidente dell'American Physical Society (1975) e prima donna a vincere il National Medal of Science nel 1975. Si firmava nelle lettere come «Madame Wu», riferimento esplicito a Marie Curie, la sua eroina di formazione.

Morì a New York il 16 febbraio 1997. Le sue ceneri furono sepolte nel cortile della scuola materna fondata da suo padre a Liuhe, dove ogni anno una nuova generazione di bambine impara a leggere. Nel 2021 l'United States Postal Service le ha dedicato un francobollo, con la motivazione che Wu è «una delle più grandi sperimentaliste della storia della fisica» (comunicato Science). È un riconoscimento postumo. Ma il Nobel di Stoccolma, per Madame Wu, resta una porta che non si è mai aperta.