Dewar e il freddo

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Sir James Dewar

(Kincardine, Scozia 1842 - Londra 1923)

James Dewar fu un chimico e fisico britannico, conosciuto soprattutto per gli studi sui fenomeni che si manifestano alle basse temperature.
Nella maturità, Dewar sostenne che la più formativa fra le sue esperienze fu la lunga malattia che lo colpì dopo essere caduto in uno stagno ghiacciato nel 1852, quando aveva dieci anni. La febbre reumatica che contrasse ridusse drasticamente le sue possibilità di movimento e per rafforzare le dita e le braccia, gli fu insegnato a costruire violini, attività che contribuì a sviluppare l’abilità di manipolazione in laboratorio.
Sembra vero, inoltre, che la caduta nell’acqua gelida dello stagno fece nascere in lui un interesse per il freddo che diresse i suoi anni più produttivi.

Gli studi e la vita scientifica

Nel 1859 Dewar, che aveva diciassette anni, si immatricolò all’'Università di Edimburgo e per procurarsi un posto di assistente di laboratorio esibì come prova della sua abilità manuale uno dei violini da lui costruiti. A Edimburgo vinse vari premi importanti in matematica e filosofia naturale e negli anni dell’università studiò con molti fra i fisici e i chimici più apprezzati del tempo.
Nel 1867 progettò un modello in ottone e legno della struttura del benzene.
Fu professore di filosofia naturale sperimentale all’Università di Cambridge, ambiente dove però non si trovò mai a suo agio perché troppo lontano dallo stile informale e poco cerimonioso di Dewar. Un amico letterato lo ricorda come “terribile pessimista e docente non molto bravo”, forse perché la sua mente era “troppo originale e impaziente” per sopportare di buon animo gli stupidi .
Nel 1877 fu nominato professore di chimica presso il Royal Institution . Condusse con J.A.Fleming una lunga e dettagliata serie di esperimenti sul potere di trasformazione della materia alle basse temperature. Nel suo laboratorio, costruì una macchina per produrre l’ossigeno liquido in gran quantità, che gli avrebbe permesso di iniziare un programma di liquefazione di tutti i gas noti e di scendere a temperature prossime a –250°C.
Da molto tempo gli scienziati avevano stabilito che un abbassamento anche moderato della temperatura accresceva la conduttività elettrica dei metalli, ossia che ne diminuiva la resistenza elettrica. Questa ricerca indusse Dewar a sognare che allo zero assoluto, se mai fosse stato possibile raggiungerlo, “tutti i metalli puri sarebbero perfetti conduttori di elettricità”.
Le scoperte sperimentali più curiose e inattese di Dewar e Fleming riguardarono le proprietà ottiche dei materiali al freddo: forse la capacità di diventare fosforescenti aveva a che fare con l’ossigeno contenuto nel materiale, ma gli sperimentatori non erano in grado di dimostrarlo.
Nacque in seguito il problema di capire come conservare gas liquefatti a bassa temperatura: lo scienziato, riprendendo esperimenti sulla produzione del vuoto, inventò nel 1892 il vaso di Dewar, un recipiente termico dentro il quale viene praticato il vuoto, noto comunemente come thermos.
Nel 1898 fu il primo a produrre l’idrogeno liquido. Nella dimostrazione pubblica, immerse un pezzo di metallo in idrogeno liquido e poi lo estrasse; l’aria si condensò istantaneamente intorno ad esso formando un rivestimento solido, che si trasformò poi in un liquido, da lui raccolto in una tazza. Dewar vi immerse allora un frammento di legno rovente, che si incendiò al contatto con l’ossigeno evaporato dall’aria liquida. Usando l’idrogeno liquido, Dewar, tra le altre cose, produsse fosforescenza in ogni sorta di sostanze e fece diminuire la resistività elettrica dei metalli.
In collaborazione con il chimico F.Abel, inventò la cordite (1889), una polvere nera da sparo che non produce fumo. La sua scoperta che il carbone di legna raffreddato può essere usato per contribuire a generare il vuoto è risultata molto utile nella fisica atomica.