Karol Olszewski – il primo al mondo a liquefare l’aria - pierwszy na świecie skroplił powietrze

Opracowanie: dr Alicja Rafalska-Łasocha

Preparato da: Dott.ssa Alicja Rafalska-Łasocha

L’origine e l’educazione di Karol Olszewski

Karol Stanisław Olszewski nacque il 29 gennaio 1846 a Broniszów, vicino a Ropczyce, nel periodo turbolento dell’inizio del saccheggio della Galizia, durante il quale suo padre, Jan Olszewski, perse la vita (20 febbraio 1846). Karol e sua sorella Helena furono quindi cresciuti dalla madre, Anna Olszewska, nata Zwolińska.

Il giovane Olszewski frequentò la scuola secondaria a Nowy Sącz. Quando scoppiò la Rivolta di gennaio, si recò a Cracovia per unirsi alle truppe insurrezionali. Durante il suo addestramento militare, fu detenuto e imprigionato nella prigione di San Michele (oggi Museo Archeologico in via Senacka 3). Dopo il suo rilascio dal carcere, tornò a scuola, ma studiò al ginnasio di Tarnów.

Karol Olszewski iniziò a studiare chimica presso la Facoltà di Filosofia dell’Università Jagellonica il 16 ottobre 1866. Deve la sua carriera accademica al Professore Emilian Czyrniański, che riconobbe subito il grande potenziale intellettuale del giovane talentuoso ma non molto ricco e, nel 1869, gli offrì assistenza finanziaria e la posizione di dimostratore presso lo Stabilimento Chimico al via Świętej Anny 123 (ora via Świętej Anny 6). Fu lì che Olszewski intraprese il suo primo lavoro sulla liquefazione dei gas e apprese i segreti per ottenere basse temperature.

Dopo la laurea all’Università Jagellonica, Olszewski si recò a Heidelberg e studiò sotto gli eminenti ricercatori Bunsen e Kirchoff. Lì conseguì il dottorato in filosofia nel 1872, sulla base di una tesi pubblicata in precedenza a Cracovia, intitolata La dissezione chimica delle acque dei pozzi e dei fiumi di Cracovia. Al ritorno da Heidelberg, ha conseguito il dottorato e poi l’abilitazione nel 1873. Il dottor Olszewski fu nominato professore associato, senza stipendio da professore e senza cattedra, ma con l’obbligo di tenere lezioni di chimica analitica, nel 1876. Fu allora che iniziò a lavorare presso il Collegium Chemicum dell’Università Jagellonica, in via Jagellonica 22 (oggi via Olszewski 2). I temi di ricerca del Professore Olszewski erano molto vasti. Continuò le analisi chimiche dell’acqua, ma si interessò anche alla ricerca tossicologica (fu autore di rapporti forensi) e si interessò di elettrochimica. Collaborava con i fisici e, grazie alle sue competenze tecniche, fu lui ad avviare nuove e ingegnose soluzioni alle difficoltà degli apparecchi.

La ricerca

A metà del XIX secolo, l’opinione prevalente nel campo della ricerca fisico-chimica a bassa temperatura era che esistevano gas che non potevano essere liquefatti. Sebbene Antoine Lavoisier avesse annunciato nel 1789 che qualsiasi gas poteva essere liquefatto e Michael Faraday avesse liquefatto molti dei gas conosciuti all’epoca, purtroppo non fu possibile (lavoro di Andrews, Natterer e Berthelot) liquefare azoto, ossigeno, idrogeno, metano, monossido di carbonio e protossido di azoto. Si riteneva quindi che questi gas fossero persistenti (perfetti) e non potessero essere trasformati in liquidi raffreddandoli e aumentando la pressione. Sebbene Louis Cailletet a Parigi e Raoul Pictet a Ginevra abbiano ottenuto una nebbia di ossigeno liquefatto (1877), non sono riusciti a ottenere ossigeno liquido.

Nel 1882, il Professore Zygmunt Florenty Wróblewski (1845-1888) arrivò a Cracovia da Parigi e assunse la cattedra di Fisica presso l’Università Jagellonica. Ha avuto esperienza di lavoro di ricerca in una serie di laboratori europei  ottimamente organizzati e ben attrezzati. Il modesto dipartimento di fisica si trovava allora al via Świętej Anny 123. Sebbene il governo austriaco stesse lesinando i fondi per l’università provinciale di Cracovia, Wróblewski confidava di poter migliorare in modo significativo le capacità di ricerca del Dipartimento di Fisica dell’Università Jagellonica, e perseverò nei suoi sforzi. Riportò da Parigi la pompa Cailletet che aveva acquistato lì e pensò di intraprendere una ricerca sulla liquefazione dei gas. Dopo aver incontrato Olszewski e aver appreso la sua esperienza in questo campo, nel febbraio del 1883 nacque il progetto di lavorare insieme sui problemi della liquefazione dei gas, compresi i gas solidi. L’obiettivo dei ricercatori era quello di ottenere azoto liquido, ossigeno e monossido di carbonio.

Dopo aver applicato lievi modifiche all’apparecchiatura utilizzata e aver analizzato i precedenti esperimenti di liquefazione del gas condotti da altri scienziati in laboratori stranieri, Olszewski e Wróblewski utilizzarono l’ebollizione dell’etilene nel vuoto come agente refrigerante. Questo ha portato al successo e a risultati che non erano stati raggiunti per anni in laboratori stranieri ben attrezzati. Nei loro esperimenti, hanno utilizzato l’apparecchio di Cailletet e un set di apparecchi modificato grazie alle loro conoscenze e al loro ingegno, che comprendeva un sistema di raffreddamento dell’etilene, un evaporatore e una pressa idraulica. Il 4 aprile 1883, gli scienziati di Cracovia hanno liquefatto l’ossigeno (-183°C), il 13 aprile l’azoto (-195,8°C) e il 19 aprile il monossido di carbonio (-191,5°C). L’insieme di strumenti che hanno reso possibili temperature così basse è stato creato grazie alle idee brillanti e alle capacità tecniche del Prof. Olszewski.

L’annuncio della scoperta nel campo della liquefazione del gas è stato fatto durante una riunione della Facoltà di Matematica e Scienze Naturali dell’Accademia delle Arti e delle Scienze di Cracovia, il 20 aprile 1883. Il Professore  Wróblewski ha inviato le informazioni anche all’Accademia delle Scienze francese. Molti anni dopo, l’allievo e successore del professor Olszewski, Tadeusz Estreicher, scrisse quanto segue sul successo degli studiosi di Cracovia:

L’aspirazione della scienza di un secolo fa è stata finalmente raggiunta. Non c’è da stupirsi che alla vista di questo, entrambi gli uomini seri abbiano abbandonato manometri, rubinetti, valvole e pompe e, vestiti con camici da laboratorio grigi, si siano abbracciati e abbiano ballato un valzer intorno al laboratorio. […] La scienza stava aprendo un campo impenetrabile, perché la liquefazione dell’ossigeno non solo lo costringeva ad assumere una forma diversa, ma estendeva anche la gamma di temperature studiate di cento gradi, o meglio, era un preludio per estendere questa gamma incomparabilmente più in là con l’aiuto di altri gas, la cui liquefazione non poteva aspettare a lungo.

Notorietà e riconoscimento a livello internazionale

La liquefazione dei gas permanenti ha risuonato con i ricercatori di tutto il mondo. Molti di loro hanno inviato telegrammi e lettere di congratulazioni a Cracovia. Tuttavia, ci sono state anche reazioni contrarie. Lo scienziato francese Jules Jamin riteneva che la palma del primato spettasse a Paul Cailletet e Raoul Pictet, cosa che dimostrò in un lungo articolo pubblicato sulla “Revue des Deux Mondes” nel 1884. Sebbene abbia incontrato la disapprovazione di molti ricercatori, si può trovare, ancora oggi, nella letteratura che la liquefazione dei gas permanenti è un risultato di Pictet e Cailletet.

La collaborazione tra Wróblewski e Olszewski non durò a lungo (circa tre mesi). I loro caratteri erano molto diversi e dopo il successo comune svolsero attività scientifiche separate. Nel 1883, il Professor Olszewski aprì un laboratorio criogenico nel Dipartimento di Chimica e già nel gennaio 1884, in modo indipendente, liquefece l’idrogeno in uno stato dinamico, determinò il suo punto di inversione e i parametri critici. Nel 1895, su richiesta dello scopritore dell’argon e dell’elio, William Ramsay, ha liquefatto e solidificato l’argon. Un anno dopo, tentò anche di liquefare l’elio. Anche se non ci riuscì, nel 1896 costruì uno dei primi termometri ad elio al mondo.

Nel 1888, dopo la morte del Professore Czarniański, Karol  Olszewski assunse la direzione del Dipartimento, anche se solo nel 1891 fu nominato professore ordinario e assunse definitivamente la direzione del Primo Dipartimento di Chimica dell’Università Jagellonica. Era interessato a nuove scoperte non solo nel campo della ricerca sulle basse temperature. Quando la notizia della scoperta dei nuovi raggi da parte di Wilhelm Röntgen giunse a Cracovia alla fine del 1895, egli, insieme ai suoi assistenti Tadeusz Estreicher ed Edward Drozdowski, costruì un semplice apparecchio per la produzione di questi raggi e già nel gennaio del 1896 scattò i primi raggi X in terra polacca (fotografia di un bottone di ottone per carta a forma di lucertola). Applicò anche i raggi X per scopi medici, insieme al Professore di Medicina Alfred Obalinski. Questi lavori sono considerati gli inizi della radiologia polacca.

Il lavoro di Karol Olszewski nel campo della criogenia, tuttavia, gli è valso il massimo riconoscimento. È autore o coautore di oltre 110 pubblicazioni in questo campo. Era un’autorità indiscussa nel campo della ricerca a bassa temperatura e i suoi appunti indicano che era anche sulle tracce della scoperta della superconduttività. All’epoca, Cracovia era conosciuta come il polo del freddo europeo (la temperatura più bassa del mondo, meno 225°C, fu raggiunta nel laboratorio di Olszewski).

Per motivi di salute, il Professore Olszewski evitava di  viaggiare all’estero, ma il suo laboratorio di Cracovia era visitato da scienziati di tutto il mondo. Molti ricercatori si sono rivolti a lui per lettera per avere consigli e assistenza. Lo dimostra l’ampia corrispondenza conservata nel lascito del professore, dove troviamo lettere di Fritz Haber, Jacobus Henricus van’t Hoff, Heike Kamerlingh Onnes, Ferdinand Frédéric Henri Moissan, William Ramsay, John William Strutt, Wilhelm Conrad Röntgen, Wilhelm Wien o Maria Skłodowska-Curie.

Il Professore Olszewski era noto anche per i suoi successi nella costruzione di apparecchiature per la liquefazione del gas. I moderni condensatori realizzati dai meccanici dell’Università Jagellonica sono stati utilizzati nei laboratori di Bonn, Filadelfia, Monaco, Roma, Vienna, Losanna, San Pietroburgo e Tokyo. Gli strumenti originali utilizzati dal Prof. Olszewski sono ora visibili nel Museo dell’Università Jagellonica.

Sebbene si sentisse meglio come ricercatore, fu coinvolto nella vita scientifica di Cracovia. Fu membro corrispondente dell’Accademia delle Arti e delle Scienze dal 1888, membro attivo dal 1896 e presidente della III Facoltà di Matematica e Scienze Naturali dal 1906. Molte società scientifiche straniere gli conferirono la dignità di membro onorario. Ha ricevuto l’Ordine della Corona di Ferro di Terza Classe, il titolo di Consigliere di Corte, il Premio Principe Lubomirski dell’Accademia delle Abilità e la Medaglia d’Oro J. Śniadecki. Nel 1907, ricevette anche il titolo di membro onorario della Società Copernicana dei Naturalisti. Nel 1908, gli studenti conferirono al loro primo curatore il titolo di membro onorario del Circolo, poiché nel 1904 aveva avviato le attività del Circolo dei Chimici degli Studenti dell’Università Jagellonica, il secondo circolo scientifico di chimici in terra polacca.

Il Professore Karol Olszewski è stato nominato per il Premio Nobel per la Fisica o la Chimica. Sebbene non sia stato premiato, Heike Kamerlingh Onnes, nella sua Lezione Nobel, ha sottolineato il grande valore della ricerca e dei risultati di Olszewski e Wróblewski nel campo della criogenia.

L’autunno della vita del Professore

Le questioni scientifiche erano fondamentali nella vita del Professore Olszewski. Visse da solo e dedicò i guadagni  della sua vita (140.000 corone in titoli nel 1908 e 45.000 corone nel 1913) all’ulteriore sviluppo della ricerca nel campo della criogenia e li donò all’Accademia delle Arti e delle Scienze di Cracovia. Ha destinato la somma di 2.900 corone e l’attrezzatura per la liquefazione del gas all’organizzazione di un museo di storia naturale o criogenico. Era anche coinvolto nella Società di beneficenza, e i suoi hobby includevano la fotografia e la coltivazione di crisantemi.

Nel corso degli anni, il Professore Olszewski aveva problemi  di salute. Nelle ultime ore della sua vita, con la precisione di uno scienziato, annotò i sintomi che indicavano che la sua vita stava per finire. Sulla busta in cui ha inserito il biglietto ha scritto: Note pre-mortem. Una notte terribile. Credo di stare per morire… Morì il 25 marzo 1915. Il suo funerale si svolse due giorni dopo. Il corteo funebre è stato seguito dalle autorità della città, dall’Accademia, dall’Università, dagli studenti e dai cittadini di Cracovia. Depositi di condoglianze sono giunti da Bologna, Basilea, Budapest, Ginevra, Heidelberg, Losanna, Liverpool, Leeds, Montpellier, Manchester, Napoli, Insbruck, Praga, Parigi, Roma, Toronto, Vienna e Kyoto. Molte memorie sul professore sono apparse sulla stampa e sulle riviste specializzate.

Per anni, è stato deposto nel cimitero di Rakowicki. Nel 2018, in riconoscimento dei suoi servizi alla Polonia e alla scienza, le sue ceneri sono state trasferite nel Pantheon Nazionale nel seminterrato della Chiesa dei Santi Pietro e Paolo a Cracovia.

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