Енрико Ферми

Енрико Ферми (итал. Enrico Fermi; Рим, 29. септембар 1901 — Чикаго, 28. новембар 1954) био је италијански и амерички физичар, најпознатији по свом раду о распадању бета честица, развоју првог нуклеарног реактора, и по развоју квантне теорије. Сматра се „архитектом атомске бомбе“. Он је био један од малобројних физичара у историји који су се истакли у теоријском и експерименталном пољу. Ферми је имао неколико патената везаних за употребу нуклеарне енергије, и био је награђен Нобеловом наградом за физику 1938. за свој рад на индукованој радиоактивности путем неутронског бомбардовања, као и за откриће трансуранијумских елемената. Он је направио знатне доприносе развоју квантне теорије, нуклеарне физике, физике елементарних честица, и статистичке механике.

Енрико Ферми
Енрико Ферми
Лични подаци
Датум рођења	(1901-09-29)29. септембар 1901.
Место рођења	Рим, Краљевина Италија
Датум смрти	28. новембар 1954.(1954-11-28) (53 год.)
Место смрти	Чикаго, САД
Образовање	Универзитет у Пизи
Научни рад
Поље	физика
Награде	Нобелова награда за физику
Потпис

Фермијеви први значајан допринос је био у области статистичке механике. Након што је Волфганг Паули објавио свој принцип искључења 1925. године, Ферми је следио публикацијом у којој је применио принцип на идеални гас, користећи статистичку формулацију која је сада позната као Ферми–Диракова статистика. Данас се честице које следе принцип искључења називају „фермионима“. Касније је Паули постулирао постојање једне ненаелектрисане невидљиве честице која се емитује заједно са електронима током бета распада, да би се задовољио закон закон очувања енергије. Ферми је прихватио ту идеју и развио модел који инкорпорира постулисану честицу, коју је он именова „неутрином“. Његова теорија, која се касније названа Фермијевом интеракцијом и знатно касније слабом интеракцијом, описује једну од четири фундаменталне силе природе. Путем експеримената индуковане радиоактивности са недавно откривеним неутронима, Ферми је открио да се спори неутрони лакше заробљавају од брзих, и развио је Фермијеву старосну једначину ради описивања тог опажања. Након бомбардовања торијума и уранијума са спорим неутронима, он је извео закључак да су формирани нови елементи; мада је он награђен Нобеловом наградом за то откриће, накнадно је показано да су нови елементи фисиони продукти.

Ферми је напустио Италију 1938. године да би избегао италијанске расне законе који су погађали његову јеврејску супругу Лауру Капон. Он је емигрирао у Сједињене Државе где је радио на пројекту Менхетн током Другог светског рата. Ферми је предводио тим који је дизајнирао и изградио реактор Chicago Pile-1, који је постао критична дана 2. децембра 1942, чиме је демонстрирана прва вештачка самоодржавајућа нуклеарна ланчана реакција. Он је учествовао у пројекту у којем је X-10 графитни реактор у Оук Риџу у Тенесију постао критичан 1943, као и у раду на Б реактору у Ханфорд локацији следеће године. У Лос Аламосу он је предводио Ф дивизију, одељење који је радило на Едвард Телеровој термонуклеарној „супер“ бомби. Он је био присутан на Тринити тесту дана 16. јула 1945, где је користио свој Фермијев метход да процени принос бомбе.

Након рата, Ферми је служио под Робертом Опенхајмером на Генералном саветодавном комитету, који је саветовао Комисију за атомску енергију о нуклеарним питањима и политици. Након детонације прве совјетске фисионе бомбе августа 1949, он се снажно противио развоју хидрогенске бомбе на моралној и техничкој основи. Он је био међу научницима који су сведочили у име Опенхајмера на расправи из 1954 што је имало за последицу ускраћивање његовог сигурносног одобрења. Ферми је дао знатан доприност у пољу физике елементарних честица, посебно у погледу пиона и миона. Он је спекулисао да космички зраци настају путем убрзања материјала магнетним пољем у интерстеларном простору. Многе награде, концепти, и институције носе његово име. Синтетички елемент фермијум (хемијски симбол Fm) носи његово име, те је он један од 16 научника који имају елементе именоване по њима.

Биографија

Via Gaeta 19, Рим, где је Ферми рођен

Једна од могућих нуклеарних фисијских ланчаних реакција: 1. Атом уранијума-235 хвата спори неутрон и распада се на два нова атома (фисиони фрагменти – баријум-141 и криптон-92), ослобађајући 3 нова неутрона и огромну количину енергије везања (200 MeV). 2. Један од тих неутрона бива ухваћен од атома уранијума-238 и не наставља реакцију. Други неутрон напушта систем без хватања. Ипак, један од неутрона се судара с новим атомом уранијума-235, који се распада на два нова атома (фисиони фрагменти), ослобађајући 3 нова неутрона и огромну количину енергије везања (200 MeV). 3. Два се неутрона сударају с два атома уранијума-235 и сваки се распада и наставља реакцију.

Енрико Ферми је рођен 1901. у Риму (Италија). Он је био треће дете Алберта Фермија, обласног руководиоца (итал. Capo Divisione) у Министарству железнице, и Иде де Гатис, учитељице у основној школи. Његова једина сестра, Марија, је била две године старија од њега, а његов брат Ђулио је био годину дана старији. Два дечака су била послата на село ради дојења. Енрико се придружио својој фамилији у Риму кад је имао две и по године. Мада је крштен у католичкој цркви у складу са жељама своје породице, његова породица није била посебно религиозна; Енрико је био агностик током свог одраслог живота. Као дечак је имао заједничке интересе са својим братом Ђулијом. Они су градили електричне моторе и играли се са електричним и механичким играчкама. Ђулио је умро услед администрације анестетике при операцији апсцеса на грлу 1915. године. Марија је умрла у авионском крашу у близини Милана 1959. године.

Један од Фермијевих првих извора за студирање физике је била књига коју је нашао на локалној пијаци у Кампо де Фиорију у Риму. Објављена 1840, књига Elementorum physicae mathematicae са 900 страна, је била написана на латинском од стране Језуитског оца Андреја Карафа, професора на Римском колеџу. Она је покривала математику, класичну механику, астрономију, оптику, и акустику, у мери у којој су те дисциплине биле разјашњене у време писања те књиге. Ферми се спријатељио са још једним научно наклоњеним студентом, Енриком Персиком, и заједно су радили на научним пројектима као што су изградња жироскопа и покушајима да се прецизно измери убрзање Земљине гравитације. Фермијев интерес у физику је даље поспешио колега његовог оца Адолфо Амидеј, који му је дао неколико књига о физици и математици, које је он читао и брзо их асимилирао.

Енрико је студирао на Универзитету у Пизи од 1918. до 1922, а потом на универзитетима у Лејдену и Гетингену. Докторирао у Пизи 1922. Професор теоријске физике универзитета у Риму постао 1927.

Раних 1930-их Ферми је истраживао међуделовање неутрона с језгром атома бомбардујући неутронима разне хемијске елементе. Убрзо је открио успоравање (модерацију) неутрона те занимљиву реакцију у којој настају нови продукти ако се уранијум бомбардује спорим неутронима (касније препознату као нуклеарну фисију). Ферми је 1933. поставио теорију β-радиоактивности језгара, постулирајући распад неутрона у језгру атома у протон уз емисију електрона (β-честице) и неутрина, тако да се енергија распада дели између електрона и неутрина дајући карактеристични континуирани емисијски спектар електрона. Тих је година у нискоенергијским експериментима β-распада препозната темељна слаба сила, која је уза све Фермијеве корекције у распадима касније проширена у V-A фундаменталну теорију слабих деловања. Под В-А се подразумева се грађа слабих наелектрисаних струја повезаних с β-распадима (слабим процесима), где се V односи на векторски део, а A на аксијални део струје. Наиме, у амплитудама или износима струја треба урачунати несачување парности укључивањем једнаких доприноса компоненти V и A, јер векторска струја мења предзнак а аксијална остаје непромењена под операцијом промене парности. У законима β-распада симетрија просторне парности нарушена је (Цунг-Дао Ли и Џен-Нинг Јанг).

Ферми је примио Нобелову награду за физику 1938. за откриће нових радиоактивних елемената озрачивањем неутронима и за откриће нуклеарних реакција узрокованих спорим неутронима. Након свечане доделе награде, Ферми је из Шведске с породицом отпутовао у САД због италијанског фашистичког режима. Прихватио је положај професора физике на универзитету Колумбија у Њујорку. Наставио је експериментално истраживање нуклеарне фисије у тиму с L. Силардом. Након што је председник Френклин Делано Рузвелт 6. децембра 1941. одобрио Пројекат Менхетн, Ферми је прешао на универзитет у Чикагу, где ради експерименте с ланчаним реакцијама цепања језгара уранијума у оквиру пројекта кодираног као Металуршки пројект.

Прву контролисану ланчану реакцију Ферми је извео 2. децембра 1942. у првом нуклеарном реактору на отвореном, којему је снага износила 0,5 W, да би десетак дана након тога била повећана до 200 W произведене топлоте. Због своје конструкције нуклеарни реактор је био назван Чикашка гомила 1 . Графитни блокови, који су имали улогу модератора, били су међусобно наслагани, а уранијско гориво уметнуто у шупљине између њих. Фермијевим открићем утемељено је конструктивно искориштавање енергије ослобођене фисијом тешких изотопа: фисијска нуклеарна енергетика.

Заслуге

Фермијеви најважнији доприноси подједнако су значајни у теоријској и експерименталној физици, од теорије β-распада неутрона 1933. до прве контролисане ланчане реакције у првоме нуклеарном реактору CP 1 (Chicago Pile 1), изведене 2. децембра 1942. у кругу универзитета у Чикагу.

Након Другог светског рата универзитет у Чикагу је основао Институт за нуклеарна истраживања (данас The Enrico Fermi Institute или Fermilab). Фермијеве су заслуге велике и у физици високих енергија. Био је главни покретач градње синкроциклотрона на универзитету у Чикагу, а цело је постројење поткрај Фермијева живота премештено у Fermilab. По њем су названи хемијски елемент фермијум, врста елементарних честица фермиони, модел електронског гаса Фермијев гас, квантна статистика Ферми-Диракова статистика, квантна енергија Фермијева енергија, Томас-Фермијев модел атома и друго.

Види још

• Фермијев парадокс

Литература

• Alison, Samuel King (1957). „Enrico Fermi, 1901–1954”. Biographical Memoir. National Academy of Sciences. 30: 125—155. OCLC 11772127. 
• Amaldi, Edoardo (2001). „Commemoration of the Academy Fellow Enrico Fermi”. Ур.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. стр. 23—35. ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC 56686431. 
• Amaldi, Ugo (2001). „Nuclear Physics from the Nineteen Thirties to the Present Day”. Ур.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. стр. 151—176. ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC 56686431. 
• Bertotti, Bruno (2001). „Fermi's Coordinates and the Principle of Equivalence”. Ур.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. стр. 115—125. ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC 56686431. 
• Bonolis, Luisa (2001). „Enrico Fermi's Scientific Work”. Ур.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. стр. 314—394. ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC 56686431. 
• Compton, Arthur (1956). Atomic Quest. New York: Oxford University Press. OCLC 173307. 
• Cooper, Dan (1999). Enrico Fermi: And the Revolutions in Modern physics. New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-511762-2. OCLC 39508200. 
• Fermi, Enrico (2004). „The Future of Nuclear Physics”. Ур.: Cronin, J.W. Fermi Remembered. Chicago: University of Chicago Press. ISBN 978-0-226-12111-6. 
• Fermi, Laura (1954). Atoms in the Family: My Life with Enrico Fermi. Chicago: University of Chicago Press. OCLC 537507. 
• Hawkins, David (1961). Manhattan District History: Project Y – The Los Alamos Project. Volume I: Inception until August 1945. Los Alamos: Los Alamos National Laboratory. LAMS 2532. 
• Hoff, Richard (1978). „Production of Eisteinium and Fermium in Nuclear Explosions”. Ур.: Seaborg, Glenn T. Proceedings of the Symposium Commemorating the 25th Anniversary of Elements 99 and 100 (PDF). Los Alamos: Los Alamos National Laboratory. стр. 39—49. Report LBL-7701. 
• Hewlett, Richard G.; Anderson, Oscar E. (1962). The New World, 1939–1946 (PDF). University Park: Pennsylvania State University Press. ISBN 978-0-520-07186-5. OCLC 637004643. 
• Hewlett, Richard G.; Duncan, Francis (1969). Atomic Shield, 1947–1952. A History of the United States Atomic Energy Commission. University Park: Pennsylvania State University Press. ISBN 978-0-520-07187-2. OCLC 3717478. 
• Hey, Anthony J. G.; Walters, Patrick (2003). The new quantum universe. Cambridge, U.K.: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-56418-2. OCLC 50252084. 
• Holl, Jack M.; Hewlett, Richard G.; Harris, Ruth R. (1997). Argonne National Laboratory, 1946–96. Urbana: University of Illinois Press. ISBN 978-0-252-02341-5. 
• Hucke, Matt; Bielski, Ursula (1999). Graveyards of Chicago: The People, History, Art, and Lore of Cook County Cemeteries. Chicago: Lake Claremont Press. ISBN 978-0-9642426-4-7. OCLC 42849992. 
• Jacob, Maurice; Maiani, Luciano (2001). „The Scientific Legacy of Fermi in Particle Physics”. Ур.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. стр. 241—270. ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC 56686431. 
• Jones, Eric M. (март 1985). "Where is Everybody?", An Account of Fermi's Question (PDF). Los Alamos: Los Alamos National Laboratory. OCLC 4434691994. LA-10311-MS. 
• Jones, Vincent (1985). Manhattan: The Army and the Atomic Bomb. Washington, D.C.: United States Army Center of Military History. OCLC 10913875. 
• Persico, Enrico (2001). „Commemoration of Enrico Fermi”. Ур.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. стр. 36—44. ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC 56686431. 
• Rhodes, Richard (1986). The Making of the Atomic Bomb. New York: Simon & Schuster. ISBN 978-0-684-81378-3. OCLC 13793436. 
• Ricci, Renato Angelo (2001). „Fermi's Last Lessons”. Ур.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. стр. 286—313. ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC 56686431. 
• Salvini, Giorgio (2001). „Enrico Fermi: His Life and Comment on his Work”. Ур.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. стр. 1—20. ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC 56686431. 
• Salvetti, Carlo (2001). „The Birth of Nuclear Energy: Fermi's Pile”. Ур.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. стр. 177—203. ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC 56686431. 
• Seaborg, Glenn T. (1978). „Introductory Remarks”. Ур.: Seaborg, Glenn T. Proceedings of the Symposium Commemorating the 25th Anniversary of Elements 99 and 100 (PDF). Los Alamos: Los Alamos National Laboratory. стр. 1—3. Report LBL-7701. 
• Segrè, Emilio (1970). Enrico Fermi, Physicist. Chicago: University of Chicago Press. ISBN 978-0-226-74473-5. OCLC 118467. 
• Snow, C. P. (1981). The Physicists: A Generation that Changed the World. Boston: Little Brown. ISBN 978-1-84232-436-3. OCLC 7722354. 
• Von Baeyer, H. C. (1993). The Fermi Solution: Essays on Science. New York: Random House. ISBN 978-0-679-40031-8. OCLC 27266040. 

Спољашње везе

• To Fermi with Love 1971 Radio Segment Voices of the Manhattan Project
• "The First Reactor: 40th Anniversary Commemorative Edition", United States Department of Energy, (December 1982).
• Nobel prize page for the 1938 physics' prize
• The Story of the First Pile
• Enrico Fermi's Case File at The Franklin Institute with information about his contributions to theoretical and experimental physics.
• "Remembering Enrico Fermi". Session J1. APS April Meeting 2010, American Physical Society.
• Time 100: Enrico Fermi Архивирано на сајту Wayback Machine (14. мај 2009) by Richard Rhodes 29 March 1999
• The Woodrow Wilson Center's Nuclear Proliferation International History Project or NPIHP is a global network of individuals and institutions engaged in the study of international nuclear history through archival documents, oral history interviews and other empirical sources.
• Fermi's stay with Ehrenfest in Leiden.