L’APS American Physical Society ha deciso di attribuire il Premio Dannie Heineman per la Fisica Matematica 2019 allo scienziato italiano Francesco Calogero, Professore Emerito di Fisica Teorica al Dipartimento di Fisica della Sapienza Università di Roma, dove ha trascorso tutta la sua carriera scientifica, e ricercatore associato all’INFN. Assieme a Calogero sono stati premiati il francese Michel Gaudin, e l’americano Bill Sutherland. La motivazione del premio menziona i loro “profondi contributi al settore dei modelli esattamente risolubili in meccanica statistica e nella fisica dei molti corpi, in particolare la costruzione del largamente studiato magnete di Gaudin e i modelli di Calogero-Sutherland, Shastry-Sutherland e Calogero-Moser”.

Il premio Dannie Heineman, che viene assegnato annualmente dal 1959 a uno o più scienziati, ha acquisito nel tempo grande prestigio per l’oculatezza delle scelte, specialmente nel caso di scienziati identificati come meritevoli del premio nella fase iniziale della loro carriera scientifica: a parecchi di loro, infatti, è stato successivamente attribuito il Premio Nobel per la Fisica. Francesco Calogero è il decimo scienziato italiano cui viene assegnato il premio Heineman: prima di lui, Tullio Regge (1964), Giancarlo Wick (1967), Sergio Fubini (1968), Bruno Zumino (1988), Gabriele Veneziano (2004), Giorgio Parisi (2005), Sergio Ferrara (2006), Carlo Becchi (2009), Gianni Jona Lasinio (2012). Ciò dimostra il grande prestigio della tradizione italiana nel campo della fisica teorica e matematica.

 APS Dannie Heineman PrizeDannie Heineman Prize

Breve biografia Francesco Calogero è stato fino al 2009 professore di fisica teorica al Dipartimento di Fisica della Sapienza Università di Roma, di cui è Professore Emerito dal 2011. Nel corso della sua carriera scientifica, ha trascorso due anni accademici negli Stati Uniti (1961-1963, Berkeley e Princeton), un anno accademico a Mosca (1969-1970, ITEP) e uno a Londra (1979-1980, Queen Mary College), e diversi periodi più brevi in istituti di ricerca in vari Paesi del mondo (tra cui Cina, Giappone, India e America Latina). È stato l'iniziatore, e fino a qualche anno fa il principale organizzatore scientifico, della serie di workshop internazionali NEEDS (Equazioni non lineari di evoluzione e sistemi dinamici), avviato nel 1980 per offrire agli scienziati di entrambe le sponde della cortina di ferro l’opportunità di incontrarsi. NEEDS ha fornito, e fornisce ancora, una delle principali opportunità di incontro per gli scienziati di tutto il mondo che lavorano in quest'area di ricerca. Francesco Calogero ha lavorato in diversi campi di fisica teorica e matematica e, negli ultimi trent'anni, principalmente su sistemi dinamici integrabili e relativi risultati matematici. I suoi contributi scientifici comprendono oltre 400 articoli su riviste scientifiche internazionali e 5 libri (due anche tradotti in russo).
Ha pubblicato anche su temi di "scienza e società", principalmente sul controllo degli armamenti e sul disarmo. Ha co-curato con M. Goldberger e S. P. Kapitza una monografia multi-autore (Verification), pubblicata negli Stati Uniti nel 1990, la cui traduzione in russo è stata pubblicata l’anno successivo in Unione Sovietica: primo libro nel mondo, su un tema cruciale per il controllo degli armamenti, con ciascun capitolo co-firmato da eminenti specialisti da ambo i lati della cortina di ferro. Dal 1982 al 1992 è stato membro del consiglio direttivo dell'International Peace Research Institute di Stoccolma (SIPRI), dal 1989 al 1997 è stato Segretario Generale delle Conferenze Pugwash su Science and World Affairs e, in tale veste, ha accettato (Oslo, 10 dicembre 1995), a nome del Pugwash, il premio Nobel per la Pace, assegnato congiuntamente a Joseph Rotblat e al Pugwash “per i loro sforzi volti a ridurre il ruolo svolto dalle armi nucleari nella politica internazionale e a più lungo termine per eliminare tali armi”. Dal 1997 al 2002 è stato presidente del Council del Pugwash, di cui è ancora membro ex officio. È membro dell’American Mathematical Society e dell’American Physical Society. Vive a Roma, è sposato con Luisa La Malfa dal giugno 1959, ha due figli grandi e due nipoti.

Approfondimento scientifico. L’identificazione e lo studio di problemi fisici mediante modelli matematici suscettibili di esatta risoluzione è stato uno dei principali sviluppi della fisica teorica e matematica nella seconda metà del secolo scorso, ed è tuttora un settore di ricerca in forte sviluppo. Il contributo del 1971 per il quale il premio Dannie Heineman è stato assegnato a Calogero è consistito nell’invenzione e soluzione, in un contesto unidimensionale, di un modello fisico costituito da un numero arbitrario di particelle, interagenti a coppia fra di loro con una forza proporzionale all’inverso del cubo della loro mutua distanza. Questo modello non corrisponde a una situazione realistica in natura, ma è stato il primo problema fisico di questo tipo – cioè descrivente un numero arbitrario di oggetti interagenti a coppie con forze non banali – di cui è stato possibile determinare la soluzione esatta. Modelli di questo tipo, naturalmente con forze più realistiche, e nel contesto di uno spazio tridimensionale, sono fondamentali nella fisica classica dai tempi di Newton (si pensi, per esempio, al sistema solare) e nella meccanica quantistica non relativistica che sottende alla fisica atomica, molecolare, nucleare. La trattazione di Calogero si situava, per l’appunto, nel contesto della meccanica quantistica non relativistica ed era motivata da interessi di ricerca in fisica nucleare, ed è stata estesa, pochi anni dopo, al campo della fisica classica da Jurgen Moser, confermando ipotesi fatte da Calogero per tale caso. La trattazione – quasi simultanea e indipendente – di un problema alquanto simile da parte di Sutherland si situava piuttosto in un contesto di meccanica statistica. La possibilità di risolvere in modo esatto il problema di un numero arbitrario di particelle interagenti con forze a due corpi è stato un risultato sorprendente, e ha poi dato notevoli sviluppi nella fisica teorica e matematica e anche nella matematica pura. Per esempio, una successiva estensione del modello di Calogero a un contesto di cinematica relativistica è stata introdotta nel 1986 da Simon Ruijsenaars e Harald Schneider, e una estensione in contesti di matematica pura connessi a teorie di gruppi non banali sono state iniziate nel 1975 da Michael Olshanetsky e Askold Perelomov, e sono tuttora oggetto di importanti sviluppi. Ulteriori progressi nella identificazione e nello lo studio di problemi a molti corpi e di altri modelli matematici di interesse applicativo che possono essere risolti esattamente sono tuttora materia di ricerca in tutto il mondo, e di questi argomenti continua a occuparsi attivamente Francesco Calogero.