Domenico Pacini

I)OMENICO PACINI
DOMENICO
PACINI
(1878-1934)
G. B. RIZzo
I1 23 maggio 1934 ~ morro in Roma, per bronco-polmonite, Domenico Pacini, professore ordinario di Fisica ne]la R. Universit~ (( Benito Mussolini >> di Bari.
La morte immatura del chiaro scienziato ha eagionato in tutti
una dolorosa sorpresa, ed al rimpianto per il valoroso colle.ga, ehe
ei veniva rapito, si aggiungeva un sentimento di profonda commiserazione, avendo egli condotto in isposa da poehe settimane una
donna gentile, che doveva confortare colle gioie della famiglia il
lavoro e le ansie dell'uomo di Scienza, il quale, fino allora, aveva
dedicato t u t t a la sua vita allo studio e alla scuola.
Domenico Paeini nacque il 20 febbraio 1878 in IV[arino (Roma)
ed era figlio del dottor Filippo Pacini, Segretario-eapo di quel comune, e di Giovanna Annunziata Mecheri. Condotto a Roma giovinetto, nel 1886, venne avviato agli studi tecniei e nel 1897 eonsegul
la licenza dalla Sezione Fisico-matematica del R. Istituto tecnieo
<<Leonardo da Vinci )> in Roma. Inscrittosi alla Facolt~ di Scienze
nell'Universits di Roma, vi ottenne la laurea in Fisica, nel 1902, e
il diploma di Magistero. Di ingegno perspicace ed ottimo sperimentatore, venne tosto assunto come allievo assistente presso l'Istituto
fisico diretto da Pietro Blaserna ed a w i a t o alla ricerca scientifica
da quel grande maestro che fu Alfonso Se]]a. Tenne l'ufficio di allievo assistente per tre anni, e nel 1905 f u nominato, in seguito a
eoneorso, assistente presso il R. Ufficio Centrale di Meteoro]ogia e
Geodinamiea, diretto da Luigi Palazzo, dove fu incarieato di dirigere quella Sezione dell'Istituto che si oceupa, f r a ]'altro, dei fenomeni e]ettrici dell'atmosfera.
F i n dag]i anni in eui era allievo assistente presso l'Istituto fisieo,
it Pacini venne aggregato, in qualit~ di assistente, alla Commissione governativa, che, nei mesi estivi, attendeva, in Castelfranco
Veneto, allo studo dei temporali e all'esame dei mezzi escogitati per
la difesa dalla grandine.
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DOMENICO PACINI
Con la sun nomina ad assistente presso l'Uffieio Centrale di Meteorologia e Geodinamica ]'attivit~ scientifica del Pacini venne pih
particolarmente indirizzata verso gli studi dei fenomeni elettrici e
dei fenomeni luminosi d e l l ' a t m o s f e r a ; ma egli eondusse le sue ricerche con criteri cosl scrupolosamente fisici e con tale larghezza
di vedute, che i suoi lavori lo resero meritevole di conseguire ]a
libera docenza nella Fisica sperimentale, nell'anno 1913.
Negli anni 1915-16 e 1917-18 fu inearicato di supplire il prof. Blaserna nell'insegnamento della Fisica sperimentale, ed ebbe anehe l'inca.rico del corso speciale di Matematica per gli studenti di chimiea e di
Scienze naturali, e poi l'incarico della Fisica terrestre. Ebbe anche
frequenti missioni presso il R. Commissariato dell'Aeronautica, per
le esplorazioni d e l l ' a l t a a t m o s f e r a ; e per incarico del Ministero dei
LL. P P . contribul alla organizzazione dei servizi idrometrici nel
corso inferiore del Po.
Nel 1928 fu n ominato, in seguito a concorso, professore straordinario di Fisica nella R. Universit~ r Benito Mussolini >> di B a r i ; e
nel 1932 fu promosso ordinario. Nel 1933 prese p a r t e attiva alla
organizzazione della X X I I Riunione della Societh italiana per ~1
Progresso delle Scienze in B a r i ; ed il 23 maggio 1934 la Sua attivith
fu troncata dalla morte.
L ' o p e r a di Domenico Pacini f u rivolta allo studio di svariati
problemi r i g u a r d a n t i la Fisica generale e la Fisica d e l l ' a t m o s f e r a ;
e nel tempo in cui era assistente presso l ' I s t i t u t o fisieo di Roma attese
anche a delicate ricerche intorno ai raggi N, che allora f o r m a v a n o
l'oggetto di appassionate discussioni. Egli non ha pubblicato alcun
tavoro sopra tali sue indagini, ma se ne eonoscono i risultati da u n a
breve nora, eontenuta nella N a t u r e di Londra, a pag. 107 del
vol. LXX (1904). r I1 dottor Domenico Pacini invia da Roma u n a
relazione sopra accurate esperienze da lui eseguite, allo seopo di
osservare gli effetti dei raggi N descrit~i dal signor Blondlot e d a
altri. Quantunque le osservazioni del Paeini siano state fatte in
condizioni molto favorevoli, egli non pots seoprire sopra uno sehermo
[osforescente aleun aumento di luminositY, che potesse attribuirsi
a radiazioni finora sconosciute >>.
Egli attese allora a numerose e delicate esperienze sulla elettricit~ che si svolge, quando si fa gorgogliare l ' a r i a attraverso a l l ' a c q u a
ed attraverso a varie soluzioni, elettrolitiche o non, e poi intorno
alla emissione di cariche elettriche, alla t e m p e r a t u r a ordinaria, da
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sali e da altre sostanze, non radioattive, recando un notevolissimo
contributo alla conoscenza di tall fenomeni.
M a i l nome di Domenico Pacini resters pifi durevolmente unito
alla scoperta dei raggi cosmici. Egli aveva incominciato a studiare i
problemi della radioattivit/t d e l l ' a r i a nel 1907, determinando col contatore di E b e r t il numero degli ioni ai quali ~ dovuta la eonduttivit~
dell'aria in v.ari luoghi: a Roma, n e l l ' A p p e n n i n o Centrale e sul
Mar L i g u r e ; e misurb anche la radioattivit~ indotta (cio8 quelli che
in seguito vennero chiamati depositi radioattivi) sopra un filo metallico, a bordo di un cacciatorpediniere della R. Marina, deducendo
dalla eurva di disattivazione del filo il r a p p o r t o f r a i l deposito dovuto al radio e quello dovuto al torio. I risultati ottenuti dal Pacini
con questi lavori furono onorevolmente citati dal Gockel nel libro
Die Luftelektrizitiit (Leipzig, 1908) e dalla s i g n o r a C u r i e nel suo
Traitd de Radioactivitd (Paris, 1910).
Nei mesi di luglio ed a gosto del 1908 il Pacini ineomineib a S estola, n e l l ' A p p e n n i n o modenese, le sue determinazioni delle radiazioni penetranti, dalle quali viene ionizzata ]' aria nei recipienti
chiusi; e trovb grandi oscil]azioni nella intensits di queste radiazioni, poich~ le medesime potevano p r o d u r r e da 6,3 fino a 30 coppie
di ioni in 1 cm ~ d ' a r i a ed in 1 minuto secondo (1); ed osservb nella
iniensith delle azioni ionizzatriei, un doppio periodo giornaliero,
coincidente, presso a poco, colla oseillazione del potenziale dell'aria.
Fino allora si era ritenuto quasi generalmente che le radiazioni
penetranti avessero origine dal suo]o, sebbene u n a p a r t e notevole
delia ionizzazione osservata si attribuisse ad una attivit5 p r o p r i a
degli strumenti nei quali venivano racchiusi i gas sottoposti a]le
esperienze; ma la grande variabilit~t deg]i effetti misurati costantemente nel medesimo ]uogo ed anche il doppio periodo diurno, in
armonia col doppio periodo diurno che spesso si osserva nei valori del
potenziale atmosferico, giustificavano il dubbio che le azioni ionizzatrici, almeno in parte, potessero avere origine nell'atmosfera. P e r
studiare pifi a fondo la questione, il Pacini fece nel 1910 due serie
di osservazioni simultanee nel giardino della R. Aecademia navale
di Livorno e sopra una lancia ancorata a pifi di 300 metri dalla
(i) Se questi valori si volessero confrontare con altri pifi recenti, bisognerebbe apportarvi una correzione dipendente dal valore attribuito alla carica
ele~trica elementare, che ora si ritiene essere 4,77 X 10--to, mentre al tempo
delle prime ricerche del Pacini si ammetteva fosse 3,4 X 10--1~ I due valori
estremi della radiazione penetrante, osservati dal Pacini a 8estola, nei mesi
di agosto e settembre del 1908, sarebbero pertanto 4,5 e 21,4.
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spiaggia; e trovb che gli ioni formati sul mare sono ancora i 2/3 di
quelli che si formano sulla t e r r a f e r m a . Percib, eg]i conchiudeva, una
p a r t e non trascurabile della radiazione penetrante che si osserva
nell'aria ha un'origine indipendente dall'azione diretta delle sostanze
attive contenute negli strati superiori della crosta terrestre.
D ' a l t r a p a r t e gli studi d e l l ' E v e (Phil. Mag., 6, 31, 26, 1911) avevano dimostrato che ]e radiazioni penetranti dovute ai pro dotti di
disintegrazione delle emanazioni contenute norma]mente nell' aria
non possono p r o d u r r e se non una ionizzazione di 0,06 J (indicando
con J l'unit~ di ionizzazione, intesa come la formazione di u n a coppia di ioni in 1 secondo ed in un cm 3 d ' a r i a alla densit~ normale);
e, pure esagerando l'effetto del~ radiazioni secondarie eccitate negli
involucri degli strumenti di misura, non si pub ottenere, come effetto
dei raggi gamma provenienti dalle sostanze radioattive contenute
nell'aria, se non una ionizzazione dell'ordine di 0,1 J. L ' o r i g i n e
delle radiazioni ionizzatriei d e l l ' a r i a r i m a n e v a pertanto avvolta nel
mistero. Agli studiosi delle radiazioni penetranti si presentavano due
vie p e r separare l ' u n o d a ] l ' a l t r o l'effetto delle sostanze arrive contenure nel suolo e l'effetto dovuto ad altre cause : 1 ~ eliminare l'azione
del suolo, facendo osservazioni a grandi altezze n e l l ' a t m o s f e r a (dove,
secondo i calcoli dell'Eve, a 1000 m d'altezza non ~ pifi sensibile
l'azione dei raggi provenienti dal suolo); 2 ~ misurare l'intensit~
della radiazioni p e n e t r a n t i alla superficie delle acque, in modo da
eliminare l'azione delle sostanze attive eontenute nel suolo, e a d una
.certa profondith nelle aeque stesse, per d e t e r m i n a r e l'attivith propria dello strumento adoperato. Alberto Goekel e Victor F. Hess
scelsero la p r i m a via; ma, per ragioni diverse, non ottennero risultati decisivi fino a tutto l ' a n n o 1911. Nell'estate di quell'anno Domenico Pacini ottenne invece risultati sicuri, applicando il secondo
metodo.
F r a i l 24 ed il 30 giugno egli misurb l'intensit~t della radiazione
p e n e t r a n t e al largo della spiaggia di Livorno, sulla superficie del
m a r e ed alla profondit~ di 3 m, in un p u n t o dove le aeque erano
p r o f o n d e 8 m. Dalla media delle osservazioni f a t t e egli dedusse il
seguente risultato: ionizzazione media alla profondits di 3 m :
8,9 J ; ionizzazione media alia superficie delle acque: 11,0 J. Con ragione poteva ammettere il Pacini che l'effetto osservato alla profondith di 3 m fosse da attribuirsi all'attivit'~ p r o p r i a dello strumento adoperato; e l ' a u m e n t o di 2,1 J osservato alla superfieie delle
acque, ad una distanza dalla spiaggia dove non poteva giungere in
misura sensibile alcuna radiazione proveniente dalle sostanze attiYe
del suolo, fu giustamente attribuito da lui ad un'azione proveniente
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dall'esterno. Aggiunse poi il Pacini che hello stimare l'intensit~t di
tale azione esteriore bisognava tener conto della radiazione seeondaria che essa eccitava nell'involucro dello strumento; e, ammettendo che tale azione secondaria potesse ritenersi eguale al 20 %, si
~veva per la radiazione proveniente dall'alto 1,7 J. E d altre osservazioni, fatte dal Pacini con lo stesso strumento nelle acque del lago
di Bracciano, confermarono i risultati da lui ottenuti in mare.
L'esistenza di una radiazione dall'alto, l'intensit~ della quale
cresce col crescere dell'altezza nell'atmosfera, venne poi confermata
dall'Hess colle ascensioni in pallone, compiute f r a i l 17 maggio e i l
7 agosto del 1912. Nello stesso anno egli ripet~ in un braccio morro
del Danubio, presso Vienna, le determinazioni fatte dal Pacini, in
mare e sul lago di Braeciano, e conchiuse, adoperando quasi le sue
parole: una gran parte della radiazione penetrante non proviene
dalle sostanze radioattive contenute nel suolo e neU'atmosfera.
Malgrado la evidente priorit~ del Paeini, quella parte della radiazione penetrante che proviene dall'alto non venne ehiamata col suo
home. Si chiamb, invece, radiazione di Hess; e fu maggiore ingiustizia, quando, essendosi dedicato allo studio di tali raggi il Millikan,
nel 1922, questi li chiamb raggi cosmici; ma gli ammiratori del
fisico americano li chiamarono senz'altro raggi di Millikan.
I mezzi di cui poteva disporre il Paeini non gli permisero di proseguire lo studio delle nuove radiazioni, ed egli rivolse ]a sua attivit~ ad altre ricerche. Ma rivendic6 a s~ la priorit~ della scoperta
fatta, in m~a breve nora pubblieata net 1926 (num. 28 dell'eleneo
delle pubblicazioni).
Nell'estate degli anni 1913 e 1914 egli esegul nell'Osservatorio
di Sestola (Appennino modenese), all'altezza di 1090 m sul livello
del mare, estese ed accuratissime mi~ure spettro-fotometriche della
luee del eielo ; e ne trasse la eonferma ehe il suo colore azzurro ~ prodotto dalla diffusione della luce so]are sopra le moleco]e dell'aria, per
eui ~ valida la legge di Rayleigh, secondo la quale l'intensit~t della
luce diffusa ~ inversamente proporzionale a]la quarta potenza della
hmghezza d ' o n d a ; ma osserv5 che interviene pure la diffusione sopra
nuclei pih complessi sospesi hell'aria, e la diffusione sopra i corpuseoli disseminati negli strati pih bassi dell'atmosfera. Dalle sue osservazioni il Pacini dedusse anche un valore della costante di Avogadro, che molto si avvicina ai valori determinati con altri metodi
pih diretti.
Talune particolarith ehe il Pacini aveva osservato, studiando ]a
distribuzione spettrale della luce del cielo, lo indussero a misurare
con ogni cura la luce riflessa dalla superficie del suolo, o come si
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DOMENICO PAC1NI
dice, l'albedo; ed attese a questo studio helle estati degli anni ]927
e ]928, facendo accurate determinazioni col piranometro di ~_ngstrSm,
o p p o r t u n a m e n t e modifieato, nell'Osservatorio di :Sestola, che fu, si
pub dire, il campo dove si svolse la maggiore attivifft del Paeini,
e a Ciampino, presso Roma. Secondo queste misure, la riflessione
diffusa della luce visibile, da p a r t e del terreno coperto di vegetazione, pub variare dal 5 al 14 ~ e quella del rosso e delle onde pifi
brevi dell'infrarosso va dal 17 al 32 %.
Allorch~ fu nominato professore nell'Universit~ ai Bari, l'attenzione del Pacini si rivolse nuovamente allo studio dei fenomeni dovuti ai nuclei di condensazione presenti h e l l ' a r i a e ai granuli di
pulviscolo che vi sono sospesi. L ' a r g o m e n t o offre un singolare interesse per la fisica dell'atmosfera, perch~ si collega colle propriet~
fondamentali d e l l ' a t m o s f e r a stessa, considerata come nn sistema
disperso. Con una lunga serie di determinazioni simultanee dei nuclei di condensazione, misurati col contatore di Aitken, e dei granuli di pulviscolo, misurati col contatore di Owens, il Pacini pot~
dimostrare che l'azione dei nuclei di eondensazione, detti anche nuclei di Aitken, ~ del tu~to distinta dall'azione dei corpuscoli solidi.
N e l l ' a t m o s f e r a di Bari, il numero medio dei nuclei risult6 di 23.400
per cm 8, mentre erano straordinariamente scarsi i granuli di pulviscolo, raggiungendo soltanto il numero medio di 60 per cm 3. I granull asciutti non sembrano esercitare nell'aria aleuna azione apprezzabile, mentre la ionizzazione e la t r a s p a r e n z a d e l l ' a t m o s f e r a sono
strettamente legate alla presenza dei nuclei di condensazione, i quali
sono costituiti da goecioline d'aequa, o da goecioline liquide sopra un
nucleo solido.
A B a r i il Pacini riprese anche lo studio della emissione ionica
da p a r t e di m e t a l l i e di sali, alla t e m p e r a t u r a ordinaria o debolmente riscaldati, in presenza dal v a p o r d ' a c q u a ; e riuscl anche a
determinare ]a grossezza relativa dei corpuscoli emessi, misurando
l'espansione che era necessaria per p r o d u r r e la condensazione del
vapore sopra i nuclei.
Domenico Pacini, come fu aeuto osservatore ed abilissimo nelle
esperienze, dalle quali ottenne i notevolissimi risultati a cui si
accennato, fu anche preciso ed efficace espositore, non solo quando
trattb delle esperienze proprie, ma anche nelle pubblicazloni di carattere riassuntivo, nelle quali espose con molta chiarezza lo stato
delle nostre conoscenze sopra svariati argomenti, come sono, ad esempio, le monografie sulle questioni di elettricitdt atmosferica, sopra gli
elementi della elettricitdt atmosferica, le proprietdt dell'alta atmosfera, ecc.
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Come f r u t t o del coscienzioso lavoro d'ufficio, compiuto dal Pacini,
quando era assistente, si deve ricordare in particolar modo la vasta
monografia sopra i temporali in Italia nell'anno 1906, ed il ]avoro
sulla variazione locale della componente orizzontale deI campo magnetico terrestre nei dintorni di Sestola.
Anche nella scuola egli portb le sue doti di abile sperimentatore
e di espositore chiaro ed efficac.e.
Figlio esemplare, da poco tempo sposo affettuosissimo, sincero e
costante nelle amicizie, g u i d a inte]ligente dei suoi discepoli, nella
scuola e nel laboratorio, disciplinato gregario del Partito Nazionale Fascista, Domenico Paeini ha lasciato un largo r i m p i a n t o ed
un vivissimo desiderio di s~ in tutti quelli che ]o conobbero.
Napoli, Istituto di Fisiea terrestre della R. Universit&
Luglio 1934-Xll.
ELEI~CO DELLE PUBBLICAZIONI
1. Sulla scarica per effluvio in seno ai gas. (( Rend..R. Accad. Line. ,, (5)
XII, 2~ Sem., 27-33, 190~.
2. Paragone fra la radiazione attinica e termica del so~e a CastelfrancoVeneto nell'estate del 1903. Ibid., (5) XII, 2~ Sem., 370-376, 1903.
3. Intorno alla elettriz~azione prodotta per gorgoylio d'aria in acqua impura per sostanze diverse. Ibid., (5) XIII, 1~ ,Sere., 559-567, 1904.
4. Sulla elettrizzazione per gorgolio e la resistenza e~ettrica della soluzione.
Ibid., (5) XIII, 1~ Sere., 617~-619, 1904.
5. Sulla trasformazione
della materia.
(( Elettricis~a ,, (2) IV, 246-24~,
1905.
6. Influenza dei vapori sopra una corrente d'aria ionlzzata. Ibid., (2) IV,
177-178, 1905.
7. Dalla nuova edizione del libro di R u t h e r f o r d
((Radioactivity)).
Ibid.,
(2) V, 89-91, 1906.
8. Intorno ad un fenomeno di polarit~ di scarica. (( Nuovo Cim. ,, (5) XIII,
182-188, 1907.
9. Misure di ionizzazione dell'aria su terraferma e in mare. Ibid., (5) XV,
5-23, 1908; ((Rivista teen. di Aeronaut. ,, VI, 40-41, 80-83, 1909.
10. Sulla radioattivit~ indotta dell'atmosfera
Cim. ,, (5) XV, 24-28, 1908.
nel Golfo
ligure.
((Nuovo
11. Sulle radiazioni penetranti. (( Rend. R. Acead. Line. )), (5) XVIII, 1~
Sem., 123-129, 1909.
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12. Sulla perturbazione temporalesea del 23 giugno 1905 i_n Italia. (( Ann.
R. Uff. Centr. )/Iet.~Geod. )), (2) X X V I I I . P. 1, 1996, 1-12, 1909.
13. I temporali in Italia nell'anno 1906. Ibid., (2) XXVIII, P. 1, 1906, 169-
233, 1909.
14. Sulla variazione locale della eomponente orizzontale del campo magnetico terrestre nei dintorni di Sestola (Modena). Ibid. (2) XXX, P. 1,
1908, 1-10, 1910.
15. Sulle radiazioni penetranti presenti nell'atmosfera. (( Rivista teen. di
Aeronaut. )), VI, 197-205, 1909.
16. Sulla perturbazlone prodotta da un pallone aerostatico nel campo elettrico terrestre. Ibid., VI, 221-228, 1909.
17. Sui prodotti del radio e del torio nelI~atmosfera. (( Nuovo Cim. )~, (5)
XIX, 345-357, 1910.
18. Questioni di elettricith atmosferica. Ibid, (5) XIX, 449-466, 1910.
19. Osservazioni di elettricit~ atmosferiea eseguite in occasione del passaggio della cometa di Halley. (( Ann. R. Uff. Centr. Met. Geod. )), (2)
XXXII, P. 1, 1-8, 1912.
20. La radia~ione penetrante sul mare. Ibid., (2) XXXII, P. 1, 1910, 1-16,
1912; (( Le Radium ~), V I I I , 307-312, 1911.
21. La radiazione penetrante alla superficie ed in seno alle acque. (( Nuovo
Cim. )), (6) I I I , 93-100, 1912.
22. Sulla emissione di cariche elettriche per parte di sali non radioattivi
alla temperatura ordinaria. Ibid., (6) VII, 267-290, 1914.
23. I1 blu del cielo e la costante di Avogadro. Ibid., (6) X, 131-167, 1914;
(( Ann. R. Uff. Centr. Met.~eod. )), (2) XXVIII, P. 1, 1915, 1-24, 1920.
24. Gli etementi della elettricit~ atmos[erica. (( EIe~trieista )), (3) V I I , 105110, 113-118, 121-126, 1918.
25. Studio spettrofotometrico della luee del cielo. (( Mere. Soe. Spettr. Ital. )),
(2) V I I I , 65-79, 1919.
26. Relazione presentata al Comitato naziona~e geodetico e geofisico per la
S'ezione di Magnetismo ed Elettrieit5 terrestre. (( Boll. N. 2 del Comit.
Naz. Geodet. e Geofis. )), Dicembre 1921.
27. Osservazioni sulla corrente vertieale di cond~zione atmosferica. ((Rend.
R. Accad. Naz. Lincei )), (6) I, 1 ~ Sere., 713-716, 1925.
28. Radiazione penetrante. (( Boll. bimens. Soe. Met. Ital. )),XLV, 45-47,
1926.
29. I fenomeni dell'alta atmosfera. (( Not. teen. Aeronaut. )), 1~. 4, Aorile,
1-12, 1929.
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30. S t u d i o dell'albedo del suolo. <cMere. g . Uff. Centr. Met. e Geofis. )~, (3)
I I , 1-10, 1930.
31. S u i nuclei di condensazione generati neIFa~'ia da sali e da altre sostanze
in presenza di vapore d'acqua. (( Boll. Atti Accad. Pugliese d. S cienze )~, V, 134-147, 1930.
32. I nuclei di condensa~ione e le polveri dell'atmosfera. ((Mem. R. Uff.
Centr. Met. e Geofis. )), (3) I I I , N. 4, 1-19, 1931.
33. L a f o r m a z i o n e di nuclei di eondensazione da metalli alla t e m p e r a t u r a
ordinaria. (( Atti Pontif. Accad. d. Scienze :Nuovi Linc ei )~, LXXXIV,
632-639, 1931.