Книга: Энрико Ферми «Молекулы и кристаллы»

Энрико Ферми

Энрико Ферми
Дата рождения:	29 сентября 1901
Место рождения:	Рим
Дата смерти:	28 ноября 1954
Место смерти:	Чикаго
Гражданство:	Италия
Научная сфера:	Теоретическая физика

Энри́ко Фе́рми (Enrico Fermi, в профессиональной речи физиков: Ферми́; 29 сентября 1901, Рим — 28 ноября 1954, Чикаго) — выдающийся итальянский физик, внёсший большой вклад в развитие современной теоретической и экспериментальной физики, один из основоположников квантовой физики.

Биография

Ферми родился в 1901 году в Риме. В 1925 году он вместе с Дираком разработал статистику частиц, подчиняющихся принципу Паули, которые позднее назвали фермионами.

После 1933 года Ферми целиком погружается в проблемы ядерной физики. В 1934 году он создаёт теорию бета-распада. Суть её состояла в том, что при бета-распаде, кроме электрона, испускается ещё нейтрино. Эта теория Ферми явилась прототипом современной теории взаимодействия элементарных частиц.

В 1934 году Энрико Ферми выполняет первые крупные экспериментальные работы в области ядерной физики, связанные с облучением элементов нейтронами. Сразу же после открытия Жолио-Кюри искусственной радиоактивности Ферми пришёл к выводу, что нейтроны, поскольку они не имеют заряда и не будут отталкиваться ядрами, должны быть наиболее эффективным орудием для получения радиоактивных элементов. Это оригинальное решение оказалось очень плодотворным — было получено более 60 новых радиоактивных изотопов и открыто замедление нейтронов.

В январе 1939 году Энрико Ферми высказывает мысль, что при делении урана следует ожидать испускания быстрых нейтронов и что, если число вылетевших нейтронов будет больше, чем число поглощенных, путь к цепной реакции будет открыт.

С 1939 по 1945 год Ферми был профессором Колумбийского университета, руководил исследовательскими работами США в области использования ядерной энергии.

Работа группы Ферми получила очень высокую оценку в научном мире, она явилась началом нейтронной физики. Эффект Ферми оказался востребован в атомной технике. За серию работ по получению радиоактивных элементов путем нейтронной бомбардировки и за открытие ядерных реакций под действием медленных нейтронов в 1938 году Энрико Ферми была присуждена Нобелевская премия по физике. Выехав в 1939 году за её получением в Стокгольм вместе с семьей, Ферми не вернулся в Италию, где фашистская диктатура Муссолини по существу ликвидировала условия для нормальной научной работы, а отправился в США, где пять университетов предложили ему позицию профессора физики. Ферми выбирает Колумбийский университет в Нью-Йорке.

Поставленный эксперимент подтвердил наличие быстрых нейтронов, хотя их число на один акт деления осталось не очень определённым. В это время Ферми начинает работать над теорией цепной реакции в уран-графитовой системе. К весне 1941 года эта теория была разработана, и летом началась серия экспериментов, главной задачей которых являлось измерение нейтронного потока. Было сделано около тридцати опытов, и в июне 1942 году был получен коэффициент размножения нейтронов больше единицы. Это означало возможность получения цепной реакции в достаточно большой решетке из урана и графита и послужило началом разработки конструкции реактора. Ферми, как всегда, сделал поправку к полученному значению коэффициента размножения и учел это в размерах планируемого котла. Кроме того, боясь, что атмосферный азот будет хорошо поглощать нейтроны, Ферми настоял на том, чтобы все огромное устройство было помещено в гигантскую палатку из материи для оболочек аэростатов. Так появилась возможность поддерживать соответствующий состав атмосферы, окружающей реактор. Постройка реактора началась в Металлургической лаборатории Чикагского университета (the Metallurgical Laboratory of the University of Chicago) в октябре, а закончилась 2 декабря 1942 года. В самодельной лаборатории под стадионом Stagg Field Stadium на этом реакторе был проведен поистине эпохальный эксперимент, продемонстрировавший первую самоподдерживающуюся цепную реакцию. Работа в Чикаго продолжалась до 1944 года, когда Ферми принимает американское гражданство и становится одним из руководителей (Associate Director) Лос-Аламосской Национальной лаборатории в Нью-Мексико (the Los Alamos National Laboratory in New Mexico). В 1946 году он возвращается в Чикаго в качестве профессора в Институте ядерных исследований, который сейчас носит его имя — Институт Ферми. Он продолжает свои исследования в области ядерной физики и физики элементарных частиц. Помимо этого, с 1950 года он становится одним из первых членов Комитета советников при Комиссии по атомной энергии (the General Advisory Committee of the Atomic Energy Commission).

В науке Ферми всегда оставался молодым, энергичным и одержимым. В возрасте около 50 лет, имея богатейший запас знаний в области ядерной энергетики и прекрасную базу для исследований, Ферми изменяет направление своей научной деятельности и начинает заниматься областью частиц высоких энергий и астрофизикой. И здесь он достиг замечательных результатов.

Одной из особенностей физических идей Ферми является их долголетие. Ряд последних работ великого ученого был оценён лишь после его смерти. Одной из них является совместная работа Ферми и Ч. Янга по составным моделям элементарных частиц. Когда она появилась, то многие, даже маститые физики-теоретики были удивлены её «бессодержательностью». Но прошло время, и на основе работы Ферми-Янга появились новые модельные схемы, сыгравшие большую роль в развитии физики элементарных частиц. Одной из последних таких моделей является модель кварков.

На склоне лет Ферми, по словам Сегре, собирался написать книгу, посвящённую тем трудным вопросам физики, о которых часто говорят «как хорошо известно», «как нетрудно показать» и т. п. Он начал даже собирать вопросы, лишь кажущиеся элементарными. Но, к сожалению, у него не осталось на это времени. Когда в 1946 году Ферми оценивал, что им уже сделано, он сказал Сегре: «Одна треть». Две трети он собирался ещё сделать, до предела уплотняя свой рабочий день. Ферми с олимпийским спокойствием работал до самого конца своей жизни.

Ферми умер 28 ноября 1954 года, в возрасте всего лишь 53 лет от рака желудка. Трудно себе представить, что мог бы сделать великий физик, если бы он прожил ещё лет 15—20. Но и та «одна треть», которую успел сделать Ферми из намеченного им плана и которая, по словам Понтекорво, достойна 6—8 Нобелевских премий, навсегда сохранит в науке имя этого исключительного одарённого учёного.

В 1956 г. в память о выдающемся учёном в США учреждена Премия Энрико Ферми, которой награждаются учёные, внесшие выдающийся вклад в области исследования, использования и производства энергии.

Литература

• Laura Fermi, Atoms in the Family, University of Chicago Press, Chicago, 1954, pg. 123.

Ссылки

• Биография учёного на сайте «Хиросима»

Источник: Энрико Ферми