Henry Fermi

Henry Fermi

Den eksperimentelle og teoretiske fysikeren Enrico Fermi
Personlig informasjon
Fødsel Døde 29. september 1901 ,
Roma , Italia
Død Døde 28. november 1954 ( 53 år)
Chicago , USA
Dødsårsak Magekreft
Grav Oak Woods kirkegård
Hjem

Italia (1901–1938)

USA (1938–1954)
Nasjonalitet Amerikansk og italiensk  (1946-1954)
Religion Agnostisisme
Morsmål italiensk
Familie
Ektefelle Laura Fermi (1928-1977)
utdanning
utdanning Phd. i filosofi
utdannet i Høyere normalskole i Pisa
doktorgradsveileder Luigi Puccianti
student av
Profesjonell informasjon
Område Fysisk
kjent for utvikle den første atomreaktoren og gi grunnleggende bidrag til kvanteteorien .
Arbeidsgiver Scuola Normale Superiore di Pisa
Universitetet i Göttingen
Universitetet i Leiden
Universitetet i Roma La Sapienza ( 1927 – 1930 )
Columbia
University University of Chicago ( 1930 – 1954 )
doktorgradsstudenter Owen Chamberlain Geoffrey Chew Mildred Dresselhaus Jerome I. Friedman Marvin Leonard Goldberger Tsung-Dao Lee James Rainwater Marshall Rosenbluth Arthur Rosenfeld Emilio Segrè Jack Steinberger Sam Treiman










Studenter Chen Ning Yang , Murray Gell-Mann , Tsung-Dao Lee , Emilio Gino Segrè og Owen Chamberlain
Bemerkelsesverdige verk
Medlem av
distinksjoner Nobelprisen i fysikk ( 1938 )
Max Planck-medaljen (1954)
Signatur

Enrico Fermi ( Roma , 29. september 1901 - Chicago , 28. november 1954 ) var en amerikansk naturalisert italiensk fysiker kjent for utviklingen av den første atomreaktoren og hans bidrag til utviklingen av kvanteteori , kjernefysikk og partikkelfysikk og statistisk mekanikk . I 1938 mottok Fermi Nobelprisen i fysikk for sitt arbeid med indusert radioaktivitet og regnes som en av de mest fremragende vitenskapsmennene i det 20. århundre . Han har blitt definert som « atombombens arkitekt » [ 1 ] og « atombombens arkitekt » [ 2 ] .

Han er anerkjent som en fysiker med stor kapasitet på både teoretiske og eksperimentelle felt . Grunnstoffet fermium , som ble produsert syntetisk i 1952, ble navngitt til hans ære.

Moderne medisin som bruker radioaktive isotoper for diagnostisering og behandling av sykdommer står i gjeld til arbeidet hans. [ 3 ]

Tidlige år

Enrico Fermi ble født i Roma, Italia, 29. september 1901. Han var den tredje sønnen til Alberto Fermi, generalinspektør i kommunikasjonsdepartementet. Moren hans, Ida de Gattis, var skolelærer. [ 4 ] [ 5 ] Hans søster Maria var to år eldre og broren Giulio var ett år eldre enn Enrico. De to brødrene ble sendt til en landsby med en sykepleier for å pleie. Enrico kom tilbake til Roma med familien i en alder av to og et halvt år. [ 6 ]

Selv om han ble døpt katolikk etter besteforeldrenes ønsker, var ikke familien hans spesielt religiøs. Enrico var agnostiker gjennom hele sitt voksne liv. [ 7 ] Som barn delte han de samme interessene som broren Giulio, å bygge elektriske motorer og leke med mekaniske og elektriske leker. [ 8 ] Giulio døde i 1915 under narkose for en operasjon for en abscess i halsen. [ 9 ] Hans søster Maria døde i 1959 i en flyulykke nær Milano. [ 10 ]

Han ble interessert i fysikk i en alder av 14 år, etter å ha lest en gammel tekst skrevet på latin : Elementorum physicae mathematicae , en 900-siders bok utgitt i 1840 av jesuitten Andrea Caraffa fra Roman College. Den dekket all datidens kunnskap innen matematikk, klassisk mekanikk, astronomi, optikk og akustikk. [ 11 ] [ 12 ] Hans akademiske rekord var utmerket, og nøt et godt minne som gjorde at han kunne resitere Dantes guddommelige komedie og mye av Aristoteles . Han hadde stor evne til å løse teoretiske fysikkproblemer og stor kapasitet til syntese. I sin ungdom likte Enrico å lære fysikk og matematikk og dele interessene sine med sin eldre bror, Giulio. Giulios plutselige død, på grunn av en byll i halsen hans i 1915, forstyrret Enrico og han økte sin dedikasjon til naturvitenskapelige studier for å distrahere seg selv. Ifølge hans egen beretning passerte han hver dag foran sykehuset hvor storebroren hans hadde dødd til han ble ufølsom for sorg.

Senere ble Enrico venn med en annen vitenskapsinteressert student ved navn Enrico Persico [ 13 ] og de to samarbeidet om vitenskapelige prosjekter som konstruksjon av gyroskoper og måling av jordens gravitasjonsfelt [ 14 ] . Fermis interesse for fysikk ble fremmet da en venn av faren, Adolfo Amidei, ga ham flere bøker om fysikk og matematikk , som han leste med stor iver. [ 15 ]

Scuola Normale Superiore i Pisa

Fermi fullførte videregående skole i juli 1918 og, rådet av Amidei, søkte om å melde seg på Scuola Normale Superiore i Pisa . Siden de hadde mistet en sønn, var foreldrene hans motvillige til å sende ham hjemmefra i fire år. Skolen ga elevene sine gratis overnatting, men kandidatene måtte bestå en vanskelig opptaksprøve som inkluderte et essay. Temaet var Spesifikke kjennetegn ved lyder . Den 17 år gamle Enrico Fermi utledet og løste den partielle differensialligningen for en vibrerende stang ved hjelp av Fourier-analyse. Undersøkeren Giulio Pittarelli ved Sapienza-universitetet i Roma intervjuet ham og berømmet ham og sa at han ville bli en fremragende fysiker i fremtiden. Fermi var den første på opptaksprøven. [ 16 ]​ [ 17 ]

Under oppholdet på Scuola Normale Superiore ble Fermi sammen med klassekameraten Franco Rasetti som han pleide å leke vitser med. De ble venner og samarbeidspartnere. Luigi Puccianti , direktør for fysikklaboratoriet, innså at det var lite han kunne lære Fermi og spurte ofte Fermi om å lære ham noe. Fermis kunnskap om kvantefysikk nådde et slikt nivå at Puccianti ba ham organisere seminarer om emnet. [ 18 ] Rundt denne tiden lærte Fermi tensorregning, en matematisk teknikk oppfunnet av Gregorio Ricci og Tullio Levi-Civita som var nødvendig for å bevise prinsippene for generell relativitet. [ 19 ] Han valgte i utgangspunktet å studere matematikk, men gikk over til fysikk. Han var selvlært i studiet av generell relativitet, kvantemekanikk og atomfysikk. [ 20 ]

I september 1920 ble Fermi tatt opp på fysikkavdelingen. Siden det bare var tre studenter på avdelingen, Fermi, Rasetti og Nello Carrara , lot Puccianti dem bruke laboratoriet fritt. Fermi bestemte seg for at de skulle undersøke røntgenkrystallografi, og de tre jobbet for å få et Laue-fotografi, som er K-strålefotografiet av en krystall. [ 21 ]

I 1921, i løpet av sitt tredje år på universitetet, publiserte Fermi sin første vitenskapelige artikkel i det italienske tidsskriftet Nuovo Cimento . Den fikk tittelen "On the Dynamics of a Rigid System of Electric Charges in Translational Motion" ( på italiensk , Sulla dinamica di un Sistema Rigido di cariche elettriche in moto traslatorio ).

Et hint til ting som skulle komme var at masse ble uttrykt som en tensor, en matematisk konstruksjon som vanligvis brukes for å beskrive noe som beveger seg og endrer seg i tredimensjonalt rom. I klassisk mekanikk er masse en skalær størrelse, men i relativitetsteori endres den med hastighet. Det andre publiserte arbeidet var "Om elektrostatikken til et ensartet gravitasjonsfelt av elektromagnetiske ladninger og vekten av elektromagnetiske ladninger" ( på italiensk , Sull'elettrostatica di un campo gravitazionale uniforme e sul peso delle masse elettromagnetiche ).

Ved hjelp av generell relativitetsteori viste Fermi at en ladning hadde en vekt tilsvarende U/c 2 , der U er den elektrostatiske energien til systemet og c er lysets hastighet. [ 20 ]

Det første arbeidet så ut til å påpeke en motsetning mellom elektrodynamisk og relativistisk teori om beregning av elektromagnetiske masser, siden det første spådde en verdi på 4/3 U/c 2 . Fermi undersøkte dette året etter i papiret "Om motsetningen mellom elektrodynamikk og relativitetsteorien når det gjelder elektromagnetisk masse", der han viste at den tilsynelatende motsetningen var en konsekvens av relativitet. Dette verket ble oversatt til tysk og publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Physikalische Zeitschrift i 1922. [ 22 ]

I det året sendte Fermi artikkelen sin "Om fenomenet som oppstår nær en tidsmeridian" ( på italiensk , Sopra i fenomeni che avvengono in vicinanza di una linea oraria ) til det italienske magasinet I Rendiconti dell'Accademia dei Lincei . I denne artikkelen undersøkte han ekvivalensprinsippet og introduserte de såkalte Fermi-koordinatene. Han beviste at i en meridian nær tidssonen, oppfører rommet seg som om det var det euklidiske rom. [ 23 ]​ [ 24 ]

Fermi sendte sin avhandling "A theorem on probability and some of its applications" ( på italiensk , Un teorema di calcolo delle probabilità ed alcune sue applicazioni ) til Scuola Normale Superiore i juli 1922, og fikk sin bachelorgrad i ung alder av 20 år. år. Oppgaven handlet om røntgendiffraksjonsbilder Teoretisk fysikk ble ikke ansett som en disiplin i Italia og den eneste avhandlingen som ville blitt akseptert ville være en om eksperimentell fysikk. Av denne grunn var italienske fysikere trege med å innlemme nye ideer som relativitet som kom fra Tyskland. Siden Fermi følte seg hjemme i laboratoriet med eksperimentelt arbeid, var ikke dette noe stort problem for ham. [ 24 ]

Ved å skrive vedlegget til den italienske utgaven av August Kopffs Fundamentals of Einstein Relativity i 1923, var Fermi den første som påpekte at innenfor Einsteins berømte ekvivalens av masse og energi ( E = mc 2 ) var det en enorm mengde energi nukleært potensial. å bli utnyttet. Det ser ikke ut til å være mulig, i hvert fall i nær fremtid, å finne en måte å frigjøre den forferdelige mengden energi, noe som er bra fordi den første effekten av en eksplosjon av slik energi ville bli til støv for enhver fysiker som er uheldig nok til å finne en måte å gjøre det på.. [ 24 ]

I 1924 ble Fermi innviet i frimureriet i "Adriano Lemmi" frimurerloge i Grand Orient of Italy. [ 25 ]

Fermi bestemte seg for å reise utenlands og tilbrakte et semester med Max Born ved Universitetet i Göttingen , hvor han møtte Werner Heisenberg og Pascual Jordan . Deretter studerte han i Leiden sammen med Paul Ehrenfest fra september til desember 1924 på et stipend fra Rockefeller Foundation gjennom forbønn fra matematikeren Vito Volterra . Der møtte Fermi Hendrik Lorentz og Albert Einstein , og ble gode venner med Samuel Goudsmit og Jan Tinbergen .

Fra januar 1925 til slutten av 1926 underviste Fermi i matematisk fysikk og teoretisk mekanikk ved Universitetet i Firenze, hvor han sammen med Rasetti utførte en rekke eksperimenter på effekten av magnetiske felt på kvikksølvdamp. Han deltok også på seminarer ved Sapienza-universitetet i Roma, hvor han holdt forelesninger om kvantemekanikk og faststofffysikk. [ 26 ]

Etter at Wolfgang Pauli kunngjorde sitt eksklusjonsprinsipp i 1925, svarte Fermi med et papir "On the Quantization of the Perfect Monatomic Gas" ( italiensk : Sulla quantizzazione del gas perfetto monatomico ), der han brukte eksklusjonsprinsippet på et gassideal. Arbeidet var spesielt kjent for Fermis statistiske formulering, som beskriver fordelingen av partikler i et fysisk system av mange identiske partikler som adlyder eksklusjonsprinsippet. Dette ble utviklet uavhengig kort tid etter den britiske fysikeren Paul Dirac , som også viste hvordan det forholdt seg til Bose–Einstein-statistikk. Disse er nå kjent som Fermi – Dirac-statistikk. [ 27 ]

Partikler som følger eksklusjonsprinsippet kalles i dag fermioner , mens de som ikke adlyder dem kalles bosoner . [ 28 ]

Roma

Professorer i Italia fikk tilgang til ledige stillinger gjennom en konkurrerende eksamen der en komité av professorer vurderer kandidatene for deres publikasjoner. Fermi søkte på en ledig stilling i matematisk fysikk ved University of Cagliari på Sardinia , men ble så vidt utklasset av Giovanni Giorgi . [ 29 ]

I 1926, i en alder av 24, presenterte han seg som professor ved Sapienza-universitetet i Roma. Det var en ny stilling, en av de tre første i teoretisk fysikk i Italia, som ble opprettet av utdanningsdepartementet på forespørsel fra professor Orso Mario Corbino , som var universitetsprofessor i eksperimentell fysikk, direktør for Institutt for fysikk og et medlem av regjeringen av Benito Mussolini . Corbino ledet utvelgelseskomiteen og håpet at den nye stillingen ville heve nivået og omdømmet til fysikk i Italia. [ 30 ] Komiteen valgte Fermi fremfor Enrico Persico og Aldo Pontremoli . [ 31 ] Corbino hjalp Fermi med å rekruttere et team, som snart inkluderte bemerkelsesverdige studenter som Edoardo Amaldi , Bruno Pontecorvo , Ettore Majorana , Emilio Segrè og Franco Rasetti, som Fermi utnevnte som sin assistent. [ 32 ] De fikk snart kallenavnet til Via Panisperna-guttene etter gaten der Fysikkinstituttet lå. [ 33 ]

I 1927 ble han utnevnt til professor ved Universitetet i Roma "La Sapienza" , og gjorde denne byen til et av de viktigste forskningssentrene i verden.

Den 19. juli 1928 giftet Fermi seg med Laura Capon , en vitenskapsstudent ved universitetet. [ 34 ] De fikk to barn: Nella, født i januar 1931, og Giulio, født i februar 1936. [ 35 ]

18. mars 1929 ble Fermi utnevnt til medlem av Royal Italian Academy av Mussolini og 27. april meldte han seg inn i det fascistiske partiet. I 1938 motarbeidet han fascismen da de italienske rasistiske lovene ble vedtatt for å komme nærmere tysk nasjonalsosialisme. Disse lovene truet Laura, som var jødisk, og satte mange av Fermis forskere uten jobb. [ 36 ]​ [ 37 ]​ [ 38 ]​ [ 39 ]​ [ 40 ]

Under oppholdet i Roma ga Fermi og hans gruppe viktige bidrag til mange teoretiske og praktiske aspekter ved fysikk. I 1928 publiserte han Introduction to Atomic Physics ( på italiensk , Introduzione alla fisica atomica ), som ga italienske universitetsstudenter en oppdatert og tilgjengelig tekst. Fermi holdt foredrag og skrev artikler for professorer og vitenskapsmenn for å spre kunnskap om den nye fysikken så mye som mulig. [ 41 ]

En del av undervisningsmetoden hans var å få kollegene og avgangsstudentene sammen på slutten av dagen og utgjøre et problem, ofte fra hans egen forskning. [ 41 ]​ [ 42 ]

Et tegn på suksessen var at utenlandske studenter begynte å strømme til Italia. Den mest bemerkelsesverdige av disse var den tyske fysikeren Hans Bethe , [ 43 ] som kom til Roma på et stipend fra Rockefeller Foundation og samarbeidet med Fermi i 1932 på papiret "Om samspillet mellom to elektroner" ( tysk : Über die Wechselwirkung von Zwei Elektronen ). [ 41 ]

Fysikere på den tiden var forvirret av beta-forfall eller beta-forfall, som er en prosess der en ustabil nuklid eller nuklid sender ut en beta-partikkel (et elektron eller positron) for å kompensere for forholdet mellom nøytroner og protoner i atomkjernen. For å tilfredsstille bevaringen av energi, postulerte Pauli eksistensen av en usynlig partikkel uten ladning og liten eller ingen masse, som også ble sendt ut på samme tid. Fermi tok den ideen og utviklet den til en tentativ artikkel i 1933 og en større i 1934 der han inkorporerte den postulerte partikkelen som han kalte en " nøytrino ". [ 44 ]​ [ 45 ]​ [ 46 ]​ Hans teori ble kalt Fermi-interaksjonen og senere den svake interaksjonen. Beskriver en av de fire grunnleggende naturkreftene. Nøytrinoen ble oppdaget etter hans død, og teorien hans viste hvorfor den var så vanskelig å oppdage. Da han sendte inn papiret sitt til det britiske tidsskriftet Nature , avviste utgiveren det fordi det inneholdt spekulasjoner for fjernt fra den fysiske virkeligheten til å være interessant for leserne . [ 45 ] Dermed så Fermi sin teori publisert på italiensk og tysk i stedet for på engelsk. [ 32 ]

I introduksjonen til sin engelske oversettelse bemerket fysikeren Fred L. Wilson i 1968:

«Fermis teori, bortsett fra å støtte Paulis forslag om nøytrinoen, har en spesiell betydning i historien til moderne fysikk. Man må huske at bare de naturlig forekommende β-emitterne var kjent på det tidspunktet teorien ble foreslått. Senere da positronforfall ble oppdaget, ble prosessen lett innlemmet i Fermis opprinnelige rammeverk. På grunnlag av hans teori ble fangsten av et orbitalt elektron av en kjerne forutsagt og til slutt observert. Med tiden har mye eksperimentell data samlet seg. Selv om særegenheter har blitt observert mange ganger i β-forfall, har Fermis teori alltid vært lik utfordringen.
Konsekvensene av Fermi-teorien er enorme. For eksempel ble β-spektroskopi etablert som et kraftig verktøy for studiet av kjernefysisk struktur. Men kanskje det mest innflytelsesrike aspektet ved dette arbeidet til Fermi er at hans spesielle form for β-interaksjon etablerte et mønster som har vært passende for studiet av andre typer interaksjoner. Det var den første vellykkede teorien om skapelse og utslettelse av materielle partikler. Tidligere var det bare kjent at fotoner ble skapt og ødelagt.' «Fermis teori, i tillegg til å forsterke Paulis forslag om nøytrinoen, har spesiell betydning i historien til moderne fysikk. Man må huske at kun naturlig forekommende β-emittere var kjent da teorien ble foreslått. Positron-forfall ble senere oppdaget, og prosessen ble lett innlemmet i det originale Fermi-rammeverket. På grunnlag av hans teori ble fangsten av et orbitalt elektron av kjernen forutsagt og til slutt observert. Over tid har mye eksperimentell data samlet seg. Egenskaper ved β-forfall har blitt observert mange ganger. Fermis teori har alltid tatt utfordringen.
Konsekvensene av Fermis teori er enorme. For eksempel har β-spektroskopi etablert seg som et kraftig verktøy for å studere strukturen til kjernen. Men kanskje det mest innflytelsesrike aspektet av arbeidet hans var at hans spesielle form for β-interaksjon etablerte et mønster som har vært passende for studiet av andre typer interaksjoner. Det var den første vellykkede teorien om skapelse og ødeleggelse av materiepartikler. Før var det bare kjent at protoner ble skapt og ødelagt.'

[ 46 ]

I 1930 ble han invitert til å undervise i sommerkurs ved University of Michigan , og tilbrakte de fleste somre i USA siden den gang, utførte vitenskapelig arbeid og holdt forelesninger. Han underviste også ved universitetene i Columbia , Stanford og Chicago .

I januar 1934 kunngjorde Irène Joliot-Curie og Frédéric Joliot at de hadde bombardert grunnstoffer med alfapartikler og indusert radioaktivitet i dem. [ 47 ] [ 48 ] I mars 1934 ga Fermis assistent Gian-Carlo Wick en teoretisk forklaring ved å bruke Fermis teori om beta-forfall. Fermi bestemte seg for å bytte til eksperimentell fysikk ved å bruke nøytronet, som ble oppdaget av James Chadwick i 1932. [ 49 ]

I mars 1934 ønsket Fermi å se om han kunne indusere radioaktivitet med Rasettis polonium-beryllium nøytronkilde. Nøytroner har ingen elektrisk ladning, så de kan ikke avledes av en positivt ladet kjerne. Dette gjorde at de trengte mye mindre energi for å trenge gjennom kjernen enn ladede partikler og krevde ikke bruk av partikkelakselerator, noe Via Panisperna-guttene ikke hadde. [ 50 ]​ [ 51 ]

Fermi hadde ideen om å erstatte polonium-beryllium-kilden med en radon-beryllium-kilde som han konstruerte ved å fylle en glassventil med berylliumpulver, fjerne luften og tilsette 50 mCi radongass levert av Giulio Cesare Trabacchi . [ 52 ] [ 53 ] Dette skapte en mye kraftigere kilde til nøytroner, hvis effektivitet ble redusert med radons halveringstid på 3,8 dager. Han visste at denne kilden også ville sende ut gammastråler, men ifølge hans teori trodde han at det ikke ville påvirke resultatene av eksperimentet. Han begynte med å bombardere platina, et grunnstoff med et høyt atomnummer som var lett tilgjengelig, til ingen nytte. Den gikk over til aluminium, som ga fra seg alfapartikler og produserte natrium, som forfalt til magnesium som ga fra seg alfapartikler og produserte nitrogen, som forfalt til oksygen med beta-partikkelutslipp. Totalt induserte han radioaktivitet i 22 forskjellige grunnstoffer. [ 54 ] Fermi publiserte oppdagelsen av nøytronindusert radioaktivitet i det italienske tidsskriftet La Ricerca Scientifica 25. mars 1934. [ 53 ] [ 55 ] [ 56 ] Han presenterte sine resultater offentlig for første gang i Buenos Aires, Aires i juli 1934. [ 57 ]

Den naturlige radioaktiviteten til thorium og uran gjorde det vanskelig for ham å fastslå hva som skjedde da disse grunnstoffene ble bombardert med nøytroner, men etter å ha eliminert tilstedeværelsen av grunnstoffer lettere enn uran, men tyngre enn bly, konkluderte Fermi med at han hadde skapt nye grunnstoffer. kalt hesperium og ausonium . [ 58 ]​ [ 51 ]

Kjemiker Ida Noddack kritiserte dette arbeidet og antydet at noen av eksperimentene kan ha produsert elementer lettere enn bly i stedet for nye tyngre elementer. Forslaget hans ble ikke tatt seriøst på det tidspunktet fordi teamet hans ikke hadde utført noen eksperimenter med uran og hans påstand om å ha oppdaget masurium ( technetium ) ble omstridt.

På den tiden ble fisjon antatt å være usannsynlig om ikke umulig på teoretisk grunnlag. Mens fysikere forventet at grunnstoffer med høyere atomtall skulle dannes ved nøytronbombardement av lettere grunnstoffer, var det ingen som forventet at nøytroner hadde nok energi til å bryte et tungt atom i to lettere grunnstofffragmenter på den måten Noddack hadde foreslått. [ 59 ]​ [ 58 ]

Via Panisperna-gutta la også merke til noen uforklarlige effekter. Eksperimentet så ut til å fungere bedre på et trebord enn på et marmorbord. Fermi husket at Joliot-Curie og Chadwick hadde funnet ut at parafin var effektiv til å bremse ned nøytroner, så han bestemte seg for å prøve det. Når nøytroner passerte gjennom parafin induserte de hundre ganger mer radioaktivitet i sølv enn uten parafin. Fermi mente at det var på grunn av hydrogenatomene i parafinen. På samme måte vil hydrogenatomer forklare forskjellene mellom tre- og marmorbord. Dette ble bekreftet ved å gjenta effekten med vann. Han konkluderte med at kollisjoner med hydrogenatomer bremset nøytronene. [ 60 ] ​[ 51 ]​ Jo lavere atomnummeret til en kolliderende kjerne er, jo mer energi taper et nøytron per kollisjon, og dermed kreves det færre kollisjoner for å bremse et nøytron med en viss mengde. [ 61 ]

Fermi innså at dette induserte mer radioaktivitet fordi langsomme nøytroner ble fanget opp lettere enn raske. Han utviklet en diffusjonsligning for å beskrive den ( Fermi age equation ). [ 60 ]​ [ 51 ]

Han ble tildelt Nobelprisen i fysikk i 1938 "for sine demonstrasjoner av eksistensen av nye radioaktive grunnstoffer produsert av nøytronbestrålingsprosesser og for sine oppdagelser av kjernefysiske reaksjoner på grunn av langsomme nøytroner." [ 62 ]

Sammen med sine samarbeidspartnere bombarderte han 60 grunnstoffer med nøytroner, og klarte å oppnå isotoper på 40 og transmutasjonen av atomer av element 92, uran , til atomer av et element 93, neptunium , som ikke eksisterer i naturen.

Fermi ble i Roma til 1938. Etter å ha mottatt Nobelprisen i Stockholm , emigrerte han til New York sammen med kona Laura og deres barn. Dette var først og fremst en reaksjon på de antisemittiske lovene som ble vedtatt av Benito Mussolinis fascistiske regime , som utgjorde en trussel mot Laura, som var jøde. [ 36 ] Den nye loven innebar også at flere av Fermis forskningsassistenter mistet jobben.

The Manhattan Project

Fermi ankom New York 2. januar 1939. Han ble tilbudt jobb ved fem universiteter og begynte å jobbe ved Columbia University , [ 63 ] [ 64 ] hvor han hadde forelest sommeren 1936. [ 65 ] Han fikk nyheter om at i desember I 1938 hadde tyske kjemikere Otto Hahn og Fritz Strassmann oppdaget grunnstoffet barium etter å ha bombardert uran med nøytroner [ 66 ] der Lise Meitner og hennes nevø Otto Frisch korrekt tolket fisjonsresultatet kjernefysisk. Frisch bekreftet det eksperimentelt 13. januar 1939. [ 67 ] [ 68 ] Nyheter om Meitner og Frischs tolkning av oppdagelsen krysset Atlanterhavet med Niels Bohr , som foreleste ved Princeton University. Isidor Isaac Rabi og Willis Lamb , to fysikere fra Columbia University som jobbet ved Princeton, hørte henne og overførte henne til Columbia. Rabi sa at han fortalte Enrico Fermi, men Fermi ga Lamb kreditt: [ 69 ]

«Jeg husker veldig tydelig den første måneden, januar 1939, da jeg begynte å jobbe ved Pupin Laboratories fordi ting begynte å skje veldig fort. I den perioden var Niels Bohr på et forelesningsengasjement ved Princeton University, og jeg husker en ettermiddag Willis Lamb kom tilbake veldig spent og sa at Bohr hadde lekket ut gode nyheter. Den store nyheten som hadde lekket ut var oppdagelsen av fisjon og i det minste omrisset av dens tolkning. Så, noe senere samme måned, var det et møte i Washington hvor den mulige betydningen av det nyoppdagede fenomenet fisjon først ble diskutert i semi-jokulær alvor som en mulig kilde til kjernekraft .' «Jeg husker godt januar måned 1939 da jeg begynte å jobbe på Pupin Laboratories fordi ting begynte å skje så fort. På det tidspunktet måtte Niels Bohr holde en forelesning ved Princeton University, og jeg husker at Willis Lamb en ettermiddag kom veldig spent inn og sa at Bohr hadde lekket noen store nyheter. Den store nyheten var oppdagelsen av fisjon og i det minste en skisse av tolkningen. Noen dager senere var det et møte i Washington hvor det nyoppdagede fenomenet ble diskutert for første gang med spøkefull iver som en mulig kjernekraftkilde.'

[ 70 ]

Noddack hadde tross alt rett. Fermi hadde utelukket muligheten for fisjon på grunnlag av sine beregninger, men han hadde ikke tatt hensyn til bindingsenergien som ville oppstå når en nuklid med et oddetall nøytroner absorberte et ekstra nøytron. [ 59 ]

For Fermi var nyheten en dyp forlegenhet siden de transuraniske elementene han delvis hadde mottatt Nobelprisen for ikke var slike, men fisjonsprodukter. Fermi la til noen fotnoter til sin prismottakstale. [ 69 ]​ [ 71 ]

Columbia-forskerne bestemte at de skulle prøve å oppdage energien som frigjøres ved kjernefysisk fisjon av uran når de ble bombardert med nøytroner. Den 25. januar 1939, i kjelleren i Pupin Hall i Columbia, utførte et team av eksperimentatorer som inkluderte Fermi det første kjernefysiske fisjonseksperimentet i USA. De andre medlemmene av teamet var Herbert L. Anderson , Eugene T. Booth , John R. Dunning , G. Norris Glasoe og Francis G. Slack . [ 72 ] Dagen etter begynte den femte Washington-konferansen om teoretisk fysikk i Washington, DC i regi av George Washington University og Carnegie Institution of Washington . Der spredte nyheten om kjernefysisk fisjon seg og oppmuntret til flere eksperimenter. [ 73 ]

Franske forskere Hans von Halban , Lew Kowarski og Frédéric Joliot-Curie hadde vist at uran bombardert av nøytroner sendte ut flere nøytroner enn det absorberte, noe som tyder på muligheten for en kjedereaksjon. [ 74 ] Fermi og Anderson gjorde det også noen uker senere. [ 75 ] [ 76 ] Leó Szilárd oppnådde 200 kg uranoksid fra den kanadiske radioprodusenten Eldorado Mining and Refining Limited , noe som tillot Fermi og Anderson å utføre fisjonsforsøk i mye større skala. [ 77 ] Fermi og Szilárd samarbeidet om utformingen av et apparat for selvopprettholdende atomreaksjon: atomreaktoren. På grunn av hastigheten på absorpsjon av nøytroner av hydrogen fra vann var det usannsynlig at en selvopprettholdende reaksjon ville bli oppnådd med naturlig uran og vann som nøytronmoderator. Fermi foreslo, basert på sitt arbeid med nøytroner, at reaksjonen kunne oppnås med blokker av uranoksid og grafitt som moderator i stedet for vann. Dette vil redusere hastigheten på nøytronfangst og i teorien gjøre den selvopprettholdende kjedereaksjonen mulig. Szilárd laget et fungerende design med en stabel uranblokker ispedd grafittklosser. [ 78 ] Szilárd, Anderson og Fermi publiserte en artikkel om nøytronproduksjon i uran . [ 77 ] Deres personligheter og arbeidsvaner var forskjellige, og Fermi hadde problemer med å jobbe med Szilárd. [ 79 ]

Fermi var blant de første som varslet militære befal om den potensielle virkningen av atomkraft , og holdt et marineforedrag om saken 18. mars 1939. Svaret kom til kort, og marinen godkjente et budsjett på 1500 dollar for forskning ved Columbia. [ 80 ]

Senere, 2. august 1939, noen dager før starten av andre verdenskrig, sendte Szilárd , Eugene Wigner og Edward Teller det berømte brevet signert av Einstein til Franklin D. Roosevelt , hvor de advarte om at Nazi-Tyskland sannsynligvis ville bygge en bombeatom. . Som svar dannet Roosevelt den rådgivende komité for uran for å undersøke saken . [ 81 ]

Uranrådgivningskomiteen ga Fermi et budsjett for å kjøpe grafitt, [ 82 ] og han bygde en grafittsteinstabel i syvende etasje i Pupin Hall Laboratory . [ 83 ] I august 1941 hadde han seks tonn uranoksid og 30 tonn grafitt som han brukte til å bygge en større haug ved Schermerhorn Hall i Columbia. [ 84 ]

Seksjon S-1 av Office of Scientific Research and Development , som den rådgivende komité for uran ble kjent , ble dannet 18. desember 1941, og med USA som deltok i andre verdenskrig, ble arbeidet hans påtrengende. Mesteparten av komiteens innsats hadde vært rettet mot å produsere anriket uran, men komitémedlem Arthur Compton bestemte at et levedyktig alternativ var plutonium , som kunne produseres i kvantitet av atomreaktorer innen slutten av 1944. [ 85 ] Han bestemte seg for å konsentrere plutoniumet. jobbe ved University of Chicago. Fermi flyttet motvillig, og teamet hans ble en del av Metallurgy Laboratory. [ 86 ]

De mulige resultatene av en selvopprettholdende atomreaksjon var ukjent, så det var uklokt å bygge den første atomreaktoren på University of Chicago campus. Compton fant et sted i Argonne Woods Forest Preserve, omtrent 20 miles fra Chicago. Stone & Webster fikk kontrakt for å utføre konstruksjonen, men ble stoppet av en industrikonflikt. Fermi overtalte Compton til å bygge reaktoren på en squashbane under Stagg Field ved University of Chicago. Pelebygging begynte 6. november 1942, og Chicago Pile-1 nådde kritikkverdighet 2. desember 1942. [ 87 ]

Formen på stabelen skulle være sfærisk, men etter hvert som arbeidet gikk regnet Fermi ut at kritikaliteten kunne oppnås uten å fullføre den sfæriske stabelen. [ 88 ] Dette eksperimentet var en milepæl i søket etter energi og var typisk for Fermis tilnærming. Hvert trinn ble nøye planlagt og hver beregning ble omhyggelig utført. [ 87 ]

Da den første selvopprettholdende kjernefysiske reaksjonen ble oppnådd, sendte Compton en kryptert samtale til James B. Conant , lederen av National Defense Research Committee .

«Jeg tok telefonen og ringte Conant. Han ble nådd på presidentens kontor ved Harvard University .

"Jim," sa jeg, "du vil være interessert i å vite at den italienske navigatøren nettopp har landet i den nye verden." Så, halvt unnskyldende, fordi jeg hadde fått Sl-komiteen til å tro at det ville gå en uke eller mer før haugen kunne fullføres, la jeg til, "jorden var ikke så stor som han hadde anslått, og han kom til den nye verden raskere enn han hadde forventet." "Er det slik," var Conants begeistrede svar. "Er de innfødte vennlige?"

"Alle landet trygge og lykkelige." «Jeg tok telefonen og ringte Conant. Jeg var på presidentens kontor ved Harvard University.
Jeg sa: "Jim, du vil være interessert i å vite at den italienske navigatøren har ankommet den nye verden." Og som om jeg unnskyldte meg for at jeg hadde antydet at det ville ta en uke eller mer å fullføre haugen, la jeg til: «Jorden var ikke så stor som vi hadde beregnet, og vi ankom den nye verden raskere enn vi trodde». Conant svarte entusiastisk: "I så fall, var de innfødte vennlige?" "Alle gikk trygt og fornøyde av borde."

[ 89 ]

For å fortsette forskning der det ikke var en folkehelsefare, ble reaktoren demontert og flyttet til Argonne Woods. Fermi utførte eksperimenter på kjernefysiske reaksjoner, og gledet seg over mulighetene gitt av reaktorens rikelige produksjon av nøytroner. [ 90 ]

Laboratoriet gikk fra fysikk og ingeniørfag til biologisk og medisinsk forskning. Argonne var opprinnelig en del av University of Chicago, men ble senere satt opp som en egen enhet hvor Fermi ble dens første direktør i mai 1944. [ 91 ]

Fermi var til stede 4. november 1943, da X-10 grafittreaktoren ved Oak Ridge ble kritisk. [ 92 ] Dette var nok en milepæl i plutoniumprosjektet. Den ga data om reaktordesign, trente DuPont -personell i reaktordrift og produserte de første mengdene reaktorprodusert plutonium. [ 93 ]

Fermi ble amerikansk statsborger i juli 1944, den tidligste datoen tillatt ved lov. [ 94 ]

I september 1944 satte Fermi inn den første blokken med drivstoff i B-reaktoren på Hanford-stedet, produksjonsreaktoren designet for å lage plutonium i store mengder. I likhet med X-10 hadde den blitt designet av Fermi-teamet ved Metallurgical Laboratory og produsert av DuPont. Den var mye større og ble avkjølt med vann. I løpet av de påfølgende dagene ble 838 rør lastet og reaktoren gikk i kritisk tilstand. Rett etter midnatt den 27. september 1944 begynte operatørene å fjerne kontrollstengene for å starte produksjonen. Til å begynne med virket alt bra, men klokken 03:00 begynte strømnivået å synke og klokken 06:30 var reaktoren helt slått av. Marinen og DuPont så til Fermi-teamet for å få svar. Kjølevannet ble undersøkt for lekkasjer eller forurensning. Dagen etter startet reaktoren opp igjen for å stoppe noen timer senere. Problemet ble sporet til nøytronforgiftning med xenon-135 , et fisjonsprodukt med en halveringstid på 9,2 timer. Heldigvis hadde DuPont avviket fra det opprinnelige designet der det var 1500 rør i en sirkel i reaktoren og lagt til ytterligere 504 rør for å fylle ut hjørnene. Forskere hadde betraktet det som overteknikk, bortkastet tid og penger, men Fermi innså at hvis alle 2004-rørene ble lastet, kunne reaktoren nå kraftnivået som kreves for å produsere plutonium. [ 95 ]​ [ 96 ]

Store forskere som Robert Oppenheimer , Enrico Fermi (Nobelprisen 1938), Edward Teller , Hans Bethe (Nobelprisen 1967), Richard Feynman (Nobelprisen 1965) og John von Neumann deltok i Manhattan-prosjektet .

I midten av 1944 overtalte Robert Oppenheimer Fermi til å bli med i Project Y i Los Alamos, New Mexico . [ 97 ]

Fermi ankom Los Alamos i september 1944 og ble utnevnt til assisterende direktør for laboratoriet, med omfattende ansvar for teoretisk og kjernefysikk. Han ble satt til å lede divisjon F, som ble navngitt til hans ære. Den hadde fire grener: F-1. Super og generell teori under Teller, som undersøkte Super termonukleær bombe; F-2. Vannkjele under LDP King, som undersøkte den homogene vannreaktoren. F-3. Supereksperimentering under Egon Bretscher ; og F-4. Fisjonsstudier under Anderson. [ 98 ]

Fermi observerte Trinity-testen 16. juli 1945, og utførte et eksperiment for å beregne kraften til bomben ved å kaste papirstrimler inn i sjokkbølgen fra eksplosjonen. Han målte forskyvningen av stripene og beregnet en kraft på 10 kilotonn TNT. Den faktiske kraften var 18,6 kilotonn. [ 99 ]

Sammen med Oppenheimer, Compton og Ernest Lawrence tjente Fermi i det vitenskapelige panelet som ga råd om målvalg. Panelet var enig med komiteen i at atombomber ville bli brukt uten forvarsel mot et industrimål. [ 100 ]

I likhet med andre ved Los Alamos-laboratoriet, fikk Fermi vite om atombombefallene over Hiroshima og Nagasaki gjennom høyttalerne i det tekniske området. Fermi trodde ikke at atombomber ville avskrekke nasjoner fra å starte kriger, og heller ikke at tiden var inne for en verdensregjering . Derfor ble han ikke med i Association of Los Alamos Scientists . [ 101 ]

Etter andre verdenskrig

1. juli 1945 ble Fermi utnevnt til professor i fysikk ved University of Chicago, [ 102 ] selv om han ikke forlot Los Alamos Laboratory med familien før 31. desember 1945. [ 103 ]

I 1945 ble han valgt inn i National Academy of Sciences ( US National Academy of Sciences ) [ 104 ]

1. juli 1946 ble Metallurgical Laboratory til Argonne National Laboratory , det første av United States Department of Energy's National Laboratories etablert av Manhattan Project. [ 105 ] Den korte avstanden mellom Chicago og Argonne gjorde at Fermi kunne jobbe begge steder. Ved Argonne fortsatte han eksperimentell fysikk og undersøkte nøytronspredning med Leona Woods . [ 106 ] Han diskuterte også teoretisk fysikk med Maria Mayer , som han hjalp til med oppdagelsen av spin-orbit-interaksjonen ( på engelsk , Spin-orbit interaction ), som ville føre til at hun fikk Nobelprisen. [ 107 ]

1. januar 1947 ble Manhattan-prosjektet erstattet av Atomic Energy Commission (AEC) ( på engelsk , United States Atomic Energy Commission ). [ 108 ]

Fermi fungerte i AECs generelle rådgivende komité, en innflytelsesrik komité ledet av Robert Oppenheimer. [ 109 ] Han likte å tilbringe noen uker hvert år ved Los Alamos National Laboratory, [ 110 ] hvor han samarbeidet med Nicholas Metropolis , [ 111 ] og John von Neumann om Rayleigh – Taylor instability . ), vitenskapen som studerer hva som skjer kl. grensen mellom to væsker med forskjellig tetthet. [ 112 ]

Etter detoneringen av den første sovjetiske fisjonsbomben i august 1949, skrev Fermi og Isidor Rabi en veldig hard rapport til komiteen, og motsatte seg utviklingen av en hydrogenbombe på moralske og tekniske grunner. [ 113 ] Fermi fortsatte imidlertid å være involvert i hydrogenbombearbeidet i Los Alamos som konsulent. Sammen med Stanislaw Ulam regnet han ut at mengden tritium som trengs for Tellers modell for et termonukleært våpen ville være uoverkommelig, men forplantningen av en kjernefysisk fusjonsreaksjon kunne ikke sikres selv med en stor mengde tritium. [ 114 ]

I 1954 var Fermi blant forskerne som vitnet på Oppenheimers vegne og til slutt fratok Oppenheimer tilgang til nasjonale hemmeligheter.

Fermi fortsatte å undervise ved University of Chicago. Hans postdoktorstudenter inkluderte Owen Chamberlain , Geoffrey Chew , Jerome Friedman , Marvin Goldberger , Tsung-Dao Lee , Arthur Rosenfeld og Sam Treiman . [ 115 ]​ [ 116 ]

Jack Steinberger var en av hans hovedfagsstudenter. [ 117 ]

Fermi utførte viktig forskning innen partikkelfysikk, spesielt knyttet til pioner og myoner. De første spådommene ble gjort av pionnukleonresonansen [ 111 ] basert på statistiske metoder, siden den begrunnet at eksakte svar ikke var nødvendig når teorien var feil til å begynne med. [ 118 ]

I en artikkel han skrev med Chen Ning Yang , spekulerte han i at pioner kan være komposittpartikler. [ 119 ] Ideen ble utviklet av Shoichi Sakata . Den har siden blitt erstattet av kvarkmodellen, der pionen består av kvarker, og fullfører Fermi-modellen. [ 120 ]

Fermi skrev artikkelen On the Origin of Cosmic Radiation der han foreslo at kosmiske stråler oppsto fra materiale akselerert av magnetiske felt i det interstellare rommet. Dette innebar en meningsforskjell med Teller. [ 118 ]

Fermi undersøkte problemene rundt magnetfeltene i armene til en spiralgalakse. [ 121 ]

Han reflekterte over det som nå er kjent som Fermi-paradokset der det er en motsetning mellom sannsynligheten for eksistensen av utenomjordisk liv og det faktum at vi ikke har hatt noen kontakt med det. [ 122 ]

Mot slutten av livet stilte Fermi spørsmålstegn ved sin tro på samfunnet for å ta fornuftige beslutninger om kjernefysisk teknologi:

«Noen av dere kan spørre, hva er fordelen med å jobbe så hardt bare for å samle noen få fakta som ikke vil gi noen glede bortsett fra noen få langhårede professorer som elsker å samle på slike ting og som ikke vil være til nytte for noen fordi bare få spesialister i beste fall vil være i stand til å forstå dem? Som svar på slike spørsmål kan jeg våge meg på en ganske sikker spådom. Vitenskapens og teknologiens historie har konsekvent lært oss at vitenskapelige fremskritt innen grunnleggende forståelse før eller siden har ført til tekniske og industrielle anvendelser som har revolusjonert vår livsstil. Det virker for meg usannsynlig at denne innsatsen for å komme til strukturen i saken skulle være et unntak fra denne regelen. Det som er mindre sikkert, og som vi alle håper inderlig, er at mennesket snart vil bli voksent nok til å gjøre god bruk av de kreftene det tilegner seg over naturen.' «Noen av dere lurer kanskje på hva som er fordelen med å jobbe så hardt bare for å samle noen få fakta som ikke gir noen glede bortsett fra noen få langhårede professorer som liker å samle på slike ting og som ikke vil være til nytte for noen fordi bare noen få vil spesialister kunne forstå dem? Som svar på disse spørsmålene vil jeg våge en sikker spådom. Vitenskaps- og teknologihistorien har konsekvent lært oss at vitenskapelige fremskritt innen grunnleggende kunnskap før eller siden har ført til tekniske og industrielle anvendelser som har revolusjonert vår livsstil. Det virker usannsynlig for meg at dette forsøket på å forstå materiens struktur er unntaket fra regelen. Det som er mindre sikkert, og det vi alle håper inderlig på, er at mennesket blir gammelt nok til å gjøre god bruk av kreftene det får fra naturen.'

[ 123 ]

Personlig liv

Han hadde et liv med faste vaner. Han pleide å stå opp kl 05:00 og jobbe bare til 07:00; Jeg spiste frokost og rundt 08:00 dro jeg hjemmefra til universitetet. Han likte å stoppe for middagsmåltidet og gjorde det notorisk midt i de langsomme nøytroneksperimentene og Chicago Pile-testene.

Han elsket å være sammen med mennesker fordi han var veldig sosial. Han drev med tennis, svømming og fjellklatring. Han hadde en undervisningstvang og forsto ting bedre når han lærte dem. På bryllupsreisen deres prøvde han å lære kona Laura Maxwells ligninger. Han var mer sammen med elevene enn med familien.

Hans svigerfar var admiral i den italienske marinen og ble i Italia. Da Mussolini falt, tok nazistene over og sendte ham til en konsentrasjonsleir og han døde.

Da han begynte å jobbe med Manhattan-prosjektet, var han nettopp blitt amerikansk statsborger og Italia var i krig med USA. Fermi hadde tilgang til alle topphemmelighetene til prosjektet. Han var veldig takknemlig for USA og assimilert seg i dens kultur. Han elsket baseball, hamburgere og Coca-cola. Gjennom hele livet ble han utsatt for giftige og radioaktive stoffer. Det er ikke klart at dette forårsaket magekreften han døde av. [ 3 ]

Død

Den 28. november 1954 døde Fermi i en alder av 53 av magekreft i sitt hjem i Chicago. Den 9. oktober 1954 hadde Fermi gjennomgått en utforskende operasjon ved Billings Memorial Hospital. [ 124 ] Han ble gravlagt på Chicagos Oak Woods Cemetery. [ 125 ]

Legacy

Som person virket Fermi som enkelheten selv. Han var usedvanlig sprek og elsket spill og sport. Ved slike anledninger ble hans ambisiøse natur tydelig. Jeg har spilt tennis med betydelig voldsomhet og fungerte heller som en guide når jeg klatret i fjell. Man kunne ha kalt ham en velvillig diktator. Jeg husker en gang på toppen av et fjell Fermi reiste seg og sa: "Vel, det er to minutter i to, la oss alle dra klokken to"; og selvfølgelig reiste alle seg trofast og lydig. Denne ledelsen og selvsikkerheten ga Fermi navnet "Paven" hvis uttalelser var ufeilbarlige i fysikk. Han sa en gang: "Jeg kan beregne hva som helst i fysikk innenfor en faktor 2 på noen få ark; å få den numeriske faktoren foran formelen riktig kan godt ta en fysiker et år å beregne, men jeg er ikke interessert i det." Ledelsen hans kunne gå så langt at det var en fare for uavhengigheten til den som jobbet med ham. Jeg samlet en gang, på en fest hjemme hos ham da min kone skar brødet, kom Fermi og sa at han hadde en annen filosofi om brødskjæring og tok kniven ut av hånden til min kone og fortsatte med jobben fordi han var overbevist om at hans egen metode var overlegen. Men alt dette støtet ikke i det hele tatt, men sjarmerte snarere alle til å like Fermi. Han hadde svært få interesser utenfor fysikk, og da han en gang hørte meg spille på Tellers piano, innrømmet han at hans interesse for musikk var begrenset til enkle låter.

Egon Bretzcher

Fermi var enkelhet personifisert. Han var ekstremt sprek og elsket spill og sport. Ved slike anledninger ble hans ambisiøse natur synlig. Han spilte tennis heftig og da han klatret i fjell fungerte han som guide. Man kan kalle ham en velvillig diktator . Jeg husker en gang på toppen av et fjell Fermi reiste seg og sa: "Ok, det er to minutter til to, la oss alle komme ned klokken to." Og selvfølgelig reiste alle seg og adlød. Denne ledelsen og selvtilliten ga ham navnet «paven», hvis uttalelser var ufeilbarlige i fysikk. Han sa en gang: «Jeg kan beregne hva som helst i fysikk med et område innenfor en faktor på 2 på noen få sider; å få den numeriske faktoren foran en formel kan ta en fysiker et år med beregninger, men jeg er ikke interessert i det." Ledelsen hans kunne gå så langt at det kunne sette uavhengigheten til den som jobber med ham i fare. Jeg husker en gang på en fest hjemme hos ham da min kone kuttet brød, kom Fermi bort og sa at han hadde en annen brødskjæringsfilosofi. Han tok kniven fra min kones hånd og fortsatte med jobben fordi han var overbevist om at metoden hans var overlegen. Men dette støtet ikke i det hele tatt, men det fikk alle til å elske ham. Han hadde svært få interesser utenfor fysikk, og da han hørte Teller spille piano, innrømmet han at interessen for musikk var begrenset til enkle melodier. Egon Bretzcher

[ 126 ]

Fermi var kjent for å være en inspirerende lærer, med stor oppmerksomhet på detaljer, enkelhet og omhu i forberedelsene sine. [ 127 ] Forelesningene hans ble senere publisert i bøker. [ 128 ] Hans papirer og notatbøker er ved University of Chicago. [ 129 ]

Victor Weisskopf bemerket hvordan Fermi

"alltid klart å finne den enkleste og mest direkte tilnærmingen, med et minimum av komplikasjoner og raffinement." "han klarte alltid å finne den enkleste og mest direkte tilnærmingen, med et minimum av komplikasjoner og raffinement."

[ 130 ]

Hans dyktighet og suksess stammet like mye fra hans verdsettelse av det muliges kunst som fra hans medfødte dyktighet og intelligens. Han likte ikke kompliserte teorier og selv om han hadde stor matematisk evne, ville han ikke bruke den når arbeidet kunne gjøres enklere. Han var kjent for å få raske og nøyaktige svar på problemer som ville forvirre andre mennesker. Senere ble metoden hans for å få raske og omtrentlige svar på en papirserviett (eller på baksiden av en konvolutt) kjent som Fermi-metoden og er mye undervist. [ 131 ]

Fermi gjentok ofte at Alessandro Volta som jobbet i laboratoriet hans ikke hadde noen anelse om hvor studiet av elektrisitet kunne føre. [ 132 ]

Fermi huskes for sitt arbeid med atomkraft og atomvåpen, spesielt å lage den første atomreaktoren og utvikle den første atombomben og den første hydrogenbomben. Hans vitenskapelige arbeid har bestått tidens tann. Dette inkluderer hans teori om beta-forfall, hans arbeid med ikke-lineære systemer, hans oppdagelse av langsomme nøytroneffekter, hans studie av pion-nukleonkollisjoner og hans Fermi-Dirac-statistikk. Hans spekulasjoner om at pionen ikke var en grunnleggende partikkel viste vei til studiet av kvarker og leptoner. [ 133 ]

Seks av studentene hans mottok Nobelprisen: Owen Chamberlain , Jerome I. Friedman , Tsung-Dao Lee , James Rainwater , Emilio Segrè og Jack Steinberger .

Han var president i American Physical Society (1953).

Anerkjennelser og hyllester

Fermi mottok en rekke priser som anerkjennelse for sine prestasjoner, inkludert Matteucci-medaljen i 1926, Nobelprisen i fysikk i 1938, Hughes-medaljen i 1942, Franklin-medaljen i 1947 og Rumford-prisen i 1953. I 1946 i USA han ble tildelt Medal of Merit ( på engelsk , Medal for Merit ) for sitt bidrag til Manhattan-prosjektet. [ 134 ]

Fermi ble valgt som utenlandsk stipendiat (FRS) i Royal Society i 1950. [ 126 ]

Basilica of the Holy Cross ( på italiensk , Basilica di Santa Croce ) i Firenze, kjent for å være et tempel for italiensk herlighet ved å ha graver av kunstnere, forskere og fremtredende skikkelser fra italiensk historie, har en plakett dedikert til Fermi. [ 135 ]

I 1999 inkluderte magasinet Time Fermi på sin liste over de 100 viktigste menneskene i det 20. århundre. [ 136 ]

Fermi ble anerkjent som et sjeldent tilfelle på 1900-tallet der en fysiker utmerket seg både teoretisk og eksperimentelt. Fysikkhistoriker CP Snow skrev

«Hvis Fermi hadde blitt født noen år tidligere, kunne man godt forestille seg at han oppdaget Rutherfords atomkjernen, og deretter utviklet Bohrs teori om hydrogenatomet. Hvis dette høres ut som hyperbole, vil alt ved Fermi sannsynligvis høres ut som hyperbole. «Hvis Fermi hadde blitt født noen år tidligere, kunne man godt forestille seg at han oppdaget Rutherford-atomkjernen, og utviklet Bohr-modellen av hydrogenatomet. Hvis dette høres ut som hyperbolsk, høres sannsynligvis alt med Fermi hyperbolsk ut.'

[ 137 ]

I 1974 åpnet Fermilab Particle Accelerator and Physics Laboratory i Batavia, Illinois . [ 138 ] I 2008 ble Fermi Gamma-ray Space Telescope navngitt som en anerkjennelse for hans arbeid med kosmiske stråler. [ 139 ]

Tre kjernefysiske anlegg er oppkalt etter ham: Fermi 1 og Fermi 2 i Newport, Michigan , Enrico Fermi kjernekraftverk i Trino Vercellese , Italia [ 140 ] og RA-1 Enrico Fermi forskningsreaktoren i Argentina. [ 141 ]

I atomprøven Ivy Mike i 1952 ble et syntetisk element isolert og kalt fermium til ære for Fermis bidrag til det vitenskapelige samfunnet. [ 142 ]​ [ 143 ]

Dette gjør ham til en av bare 16 forskere som har navngitt et kjemisk grunnstoff. [ 144 ]

Siden 1956 har United States Atomic Energy Commission tildelt sin høyeste ære under navnet Fermi Award . Otto Hahn, Robert Oppenheimer, Edward Teller og Hans Bethe har mottatt denne prisen. [ 145 ]

Fermions og Fermi -Dirac-statistikken er navngitt til hans ære. Avdelingen ved University of Chicago hvor han jobbet i flere år heter nå Enrico Fermi Institute . Månekrateret Fermi er navngitt til hans ære.

Noen nysgjerrige aspekter som Fermi også er kjent for er Fermi- paradokset (eller Fermi-prinsippet) og Fermi-problemene . Paradokset er spørsmålet om universet har intelligente livsformer utenfor Jorden , hvorfor vi ikke har noen observasjonsbevis for dem. "Hvor er de?" spurte han. Fermis svar, åpenbart bekymret for hans rolle i utviklingen av atombomber, var at teknologisk avanserte sivilisasjoner sto i alvorlig fare for å ødelegge seg selv gjennom bruk av atomvåpen. Fermis problemer er klare illustrasjoner av betydningen av dimensjonsanalyse og tilnærmingsmetoder.

I 1942 ble han tildelt Hughes-medaljen , tildelt av Royal Society "for hans enestående bidrag til kunnskap om materiens elektriske struktur, hans arbeid innen kvanteteori og hans eksperimentelle studier av nøytronet". [ 146 ]

Se også

Referanser

  1. ^ "Enrico Fermi, atomalderens arkitekt, dør (1954) " . Arkivert fra originalen 1954-11-28 . Hentet 9. oktober 2022 .  
  2. ^ "Enrico Fermi død på 53; Architect of Atomic Bomb» (på engelsk) . Hentet 9. oktober 2022 .  
  3. ^ a b Schwartz, David N. (2017).Den siste mannen som visste alt: livet og tidene til Enrico Fermi, atomalderens far (på engelsk) . Hackette Storbritannia. ISBN  9780465093120 . 
  4. ↑ Segrè, 1970 , s. 3–4, 8.
  5. ↑ Amaldi, 2001 , s. 23.
  6. ↑ Cooper, 1999 , s. 19.
  7. ↑ Segrè, Emilio (1970). University of Chicago Press, red. Enrico Fermi, fysiker (på engelsk) . s. 5. ISBN  9780226744735 . Enrico Fermis holdning til kirken ble etter hvert preget av likegyldighet, og han forble agnostiker hele sitt voksne liv. » 
  8. ↑ Segrè, 1970 , s. 5–6.
  9. ↑ Fermi, 1954 , s. 15–16.
  10. ^ "Maria Fermi Sacchetti (1899-1959)" (på italiensk) . Arkivert fra originalen 30. august 2017 . Hentet 6. mai 2017 .  
  11. ↑ Segrè, 1970 , s. 7.
  12. ↑ Bonolis, 2001 , s. 315.
  13. ↑ Amaldi, 2001 , s. 24.
  14. ↑ Segrè, 1970 , s. 11-12.
  15. ↑ Segrè, 1970 , s. 8–10.
  16. ↑ Segrè, 1970 , s. 11–13.
  17. ↑ Scuola Normale Superiore (red.). "Edizione Nazionale Mathematica Italiana - Giulio Pittarelli" (på italiensk) . Hentet 6. mai 2017 . 
  18. ↑ Segrè, 1970 , s. 15–18.
  19. ↑ Bonolis, 2001 , s. 320.
  20. ↑ a b Bonolis, 2001 , s. 317–319.
  21. ↑ Segrè, 1970 , s. tjue.
  22. ^ "Über einen Widerspruch zwischen der elektrodynamischen und relativistischen Theorie der elektromagnetischen Masse" . Physikalische Zeitschrift (på tysk) 23 : 340-344 . Hentet 17. januar 2013 . 
  23. ↑ Bertotti, 2001 , s. 115.
  24. ↑ abc Bonolis , 2001 , s. 321.
  25. ^ "Enrico Fermi L'Uomo, lo Scienziato e il Massone" (på italiensk) . Arkivert fra originalen 20. mars 2016 . Hentet 4. mars 2015 . 
  26. ↑ Bonolis, 2001 , s. 321–324.
  27. ↑ Bonolis, 2001 , s. 329–330.
  28. ↑ Cooper, 1999 , s. 31.
  29. ↑ Fermi, 1954 , s. 37–38.
  30. ↑ Segrè, 1970 , s. Fire fem.
  31. ↑ Fermi, 1954 , s. 38.
  32. ^ a b Alison, 1957 , s. 127.
  33. ↑ Universitetet i Roma (red.). "Enrico Fermi ei ragazzi di via Panisperna" (på italiensk) . Hentet 20. januar 2013 . 
  34. ↑ Segrè, 1970 , s. 61.
  35. ↑ Cooper, 1999 , s. 38–39.
  36. ^ a b Alison, 1957 , s. 130.
  37. ↑ University of Chicago (red.). "Om Enrico Fermi" . Hentet 20. januar 2013 . 
  38. ^ Mieli, Paolo (2. oktober 2001). « Così Fermi scoprì la natura vessatoria del fascismo » . Corriere della Sera (på italiensk) . Arkivert fra originalen 19. oktober 2013 . Hentet 20. januar 2013 . 
  39. ↑ Generell retning per gli arkiver (2005). Departementet per i beni kultur- og miljøvern, red. « Reale academia d'Italia: inventory dell'archivio » (på italiensk) . Roma. s. xxxix. Arkivert fra originalen 2012-09-07 . Hentet 20. januar 2013 .  
  40. ↑ Primo Levi Center (red.). "En juridisk undersøkelse av Mussolinis raselover" . Hentet 7. august 2015 .  
  41. ↑ abc Bonolis , 2001 , s. 333–335.
  42. ↑ Amaldi, 2001 , s. 38.
  43. ↑ Fermi, 1954 , s. 217.
  44. ↑ Amaldi, 2001 , s. 50–51.
  45. ↑ a b Bonolis, 2001 , s. 346.
  46. ^ a b Fermi, E. (1968). "Fermi's Theory of Beta Decay (engelsk oversettelse av Fred L. Wilson, 1968)" . American Journal of Physics 36 (12): 1150. Bibcode : 1968AmJPh..36.1150W . doi : 10.1119/1.1974382 . Hentet 20. januar 2013 .  
  47. ↑ Joliot-Curie, Irène; Joliot, Frédéric (15. januar 1934). «A nouveau type of radioactivity» [En ny type radioaktivitet] . Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences (på fransk) 198 (januar-juni 1934): 254-256.  
  48. ↑ Joliot, Frédéric; Joliot-Curie, Irene (1934). "Kunstig produksjon av en ny type radioelement" . Nature 133 (3354): 201-202. Bibcode : 1934Natur.133..201J . doi : 10.1038/133201a0 . 
  49. ↑ Amaldi, 2001a , s. 152–153.
  50. ↑ Bonolis, 2001 , s. 347–351.
  51. ↑ abcd Amaldi , 2001a , s . 153–156.
  52. ↑ Segrè, 1970 , s. 73.
  53. ^ a b De Gregorio, Alberto G. (2005). Nøytronfysikk på begynnelsen av 1930-tallet. Historical Studies in the Physical and Biological Sciences 35 (2): 293-340. arXiv : fysikk/0510044 . doi : 10.1525/hsps.2005.35.2.293 . 
  54. ↑ Krig, Francesco; Robotti, Nadia (1. desember 2009). "Enrico Fermis oppdagelse av nøytronindusert kunstig radioaktivitet: Påvirkningen av hans teori om beta-forfall". Fysikk i perspektiv 11 (4): 379-404. Bibcode : 2009PhP....11..379G . doi : 10.1007/s00016-008-0415-1 .  
  55. ^ Fermi, Enrico (25. mars 1934). «Radioattività indotta da bombardamento di neutroni» . La Ricerca scientifica (på italiensk) 1 (5): 283. Arkivert fra originalen 2021-02-24 . Hentet 17. mars 2018 . 
  56. ↑ Fermi, E.; Amaldi, E.; d'Agostino, O.; Rasetti, F.; Segre, E. (1934). "Kunstig radioaktivitet produsert av nøytronbombardement". Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 146 (857): 483. Bibcode : 1934RSPSA.146..483F . doi : 10.1098/rspa.1934.0168 .  
  57. ^ De Angelis, Alessandro; Kenny, J. (2020). «Enrico Fermi i Argentina og hans forelesninger i Buenos Aires, Córdoba og La Plata». Quaderni di Storia della Fisica della Societa Italiana di Fisica 24 :117 . doi : 10.1393/qsf/i2020-10078-1 . 
  58. ↑ a b Bonolis, 2001 , s. 347–349.
  59. ↑ a b Amaldi, 2001a , s. 161–162.
  60. ↑ a b Bonolis, 2001 , s. 347–352.
  61. ↑ The Energy From Thorium Foundation (red.). "Noen gode moderatorer: tallene" . Hentet 24. september 2013 .  
  62. ↑ Cooper, 1999 , s. 51.
  63. ↑ Cooper, 1999 , s. 52.
  64. ↑ Persisk, 2001 , s. 40.
  65. ↑ Bonolis, 2001 , s. 352.
  66. ↑ Hahn, O .; Strassmann, F. (1939). «Über den Nachweis und das Verhalten der bei der Bestrahlung des Urans mittels Neutronen entstehenden Erdalkalimetalle» [Om påvisning og karakteristikker av jordalkalimetaller dannet ved bestråling av uran med nøytroner]. Naturwissenschaften (på tysk) 27 (1): 11-15. Bibcode : 1939NW.....27...11H . doi : 10.1007/BF01488241 .  
  67. ^ Frisch, OR (1939). "Fysiske bevis for divisjonen av tunge kjerner under nøytronbombardement" . Nature 143 (3616): 276-276. Bibcode : 1939Natur.143..276F . doi : 10.1038/143276a0 . Arkivert fra originalen 23. januar 2009.  
  68. ↑ Meitner, L. ; Frisch, OR (1939). "Desintegrasjon av uran av nøytroner: en ny type atomreaksjon" . Nature 143 (3615): 239-240. Bibcode : 1939Natur.143..239M . doi : 10.1038/143239a0 .  
  69. ↑ ab Rhodos , 1986 , s. 267.
  70. ↑ Segrè, 1970 , s. 222-223.
  71. ↑ Fermi, Enrico (12. desember 1938). "Kunstig radioaktivitet produsert ved nøytronbombardement (Nobelforelesning)" . Hentet 19. oktober 2013 .  
  72. ↑ Anderson, H.L.; Booth, E.; Dunning, J.; Fermi, E.; Glasoe, G.; Slack, F. (16. februar 1939). "Fisjonen av uran". Physical Review 55 (5): 511-512. Bibcode : 1939PhRv...55..511A . doi : 10.1103/PhysRev.55.511.2 .  
  73. ↑ Rhodos, 1986 , s. 269–270.
  74. ^ Von Halban, H.; Joliot, F.; Kowarski, L. (22. april 1939). "Antall nøytroner frigjort i kjernefysisk fisjon av uran". Nature 143 (3625): 680-680. Bibcode : 1939Natur.143..680V . doi : 10.1038/143680a0 .  
  75. ↑ Anderson, H.; Fermi, E.; Hanstein, H. (16. mars 1939). "Produksjon av nøytroner i uran bombardert av nøytroner". Physical Review 55 (8): 797-798. Bibcode : 1939PhRv...55..797A . doi : 10.1103/PhysRev.55.797.2 .  
  76. ^ Anderson, H.L. (1. april 1973). "Tidlige dager med kjedereaksjon" . I Educational Foundation for Nuclear Science, Inc., red. Bulletin of the Atomic Scientists .  
  77. ^ a b Anderson, H.; Fermi, E.; Szilárd, L. (1. august 1939). "Nøytronproduksjon og absorpsjon i uran" . Physical Review 56 (3): 284-286. Bibcode : 1939PhRv...56..284A . doi : 10.1103/PhysRev.56.284 .  
  78. ↑ Salvatti, 2001 , s. 186–188.
  79. ↑ Bonolis, 2001 , s. 356–357.
  80. ↑ Salvatti, 2001 , s. 185.
  81. ↑ Salvatti, 2001 , s. 188–189.
  82. ↑ Rhodos, 1986 , s. 314–317.
  83. ↑ Salvatti, 2001 , s. 190.
  84. ↑ Salvatti, 2001 , s. 195.
  85. ↑ Salvatti, 2001 , s. 194–196.
  86. ↑ Rhodos, 1986 , s. 399–400.
  87. ↑ a b Salvetti, 2001 , s. 198–202.
  88. ^ Fermi, E. (1946). "Utviklingen av den første kjedereaksjonsbunken". proc. Am. Philos. Soc. 90 : 20-24. JSTOR 3301034 .   
  89. ↑ Compton, 1956 , s. 144.
  90. ↑ Bonolis, 2001 , s. 366.
  91. ↑ Hewlett og Anderson, 1962 , s. 207.
  92. ↑ Hewlett og Anderson, 1962 , s. 208–211.
  93. ↑ Jones, 1985 , s. 205.
  94. ↑ Segrè, 1970 , s. 104.
  95. ↑ Hewlett og Anderson, 1962 , s. 304–307.
  96. ↑ Jones, 1985 , s. 220–223.
  97. ↑ Bonolis, 2001 , s. 368–369.
  98. ↑ Hawkins, 1961 , s. 213.
  99. ↑ Rhodos, 1986 , s. 674–677.
  100. ↑ Jones, 1985 , s. 531-532.
  101. ↑ Fermi, 1954 , s. 244-245.
  102. ↑ Segrè, 1970 , s. 157.
  103. ↑ Segrè, 1970 , s. 167.
  104. ↑ "Enrico Fermi" på NASOnline.org
  105. ↑ Holl, Hewlett og Harris, 1997 , s. xix–xx.
  106. ↑ Segrè, 1970 , s. 171.
  107. ↑ Segrè, 1970 , s. 172.
  108. ↑ Hewlett og Anderson, 1962 , s. 643.
  109. ↑ Hewlett og Anderson, 1962 , s. 648.
  110. ↑ Segrè, 1970 , s. 175.
  111. ↑ a b Segrè, 1970 , s. 179.
  112. ↑ Bonolis, 2001 , s. 381.
  113. ↑ Hewlett og Duncan, 1969 , s. 380–385.
  114. ↑ Hewlett og Duncan, 1969 , s. 527–530.
  115. ↑ Enrico Fermi ved Mathematics Genealogy Project .
  116. ↑ Nobelstiftelsen, red. (1990). "Jerome I. Friedman - Selvbiografi" . Hentet 16. mars 2013 .  
  117. ↑ Nobelstiftelsen (red.). "Jack Steinberger - Biografisk" . Hentet 15. august 2013 .  
  118. ↑ a b Bonolis, 2001 , s. 374–379.
  119. ↑ Fermi, E.; Yang, C. (1949). "Er mesoner elementære partikler?". Physical Review 76 (12): 1739. Bibcode : 1949PhRv...76.1739F . doi : 10.1103/PhysRev.76.1739 .  
  120. ↑ Jacob og Maiani, 2001 , s. 254–258.
  121. ↑ Bonolis, 2001 , s. 386.
  122. ↑ Jones, 1985a , s. 1–3.
  123. ↑ Fermi, 2004 , s. 142.
  124. ↑ New York Times , red. (29. november 1954). «Enrico Fermi død på 53; Arkitekt for atombomben» . Hentet 2013-01-21 . 
  125. ↑ Hucke og Bielski, 1999 , s. 147, 150.
  126. ↑ a b Bretscher, E. ; Cockcroft, J.D. (1955). Enrico Fermi. 1901-1954». Biografiske memoarer fra Fellows of the Royal Society 1 : 68. doi : 10.1098/rsbm.1955.0006 .  
  127. ↑ Ricci, 2001 , s. 297–302.
  128. ↑ Ricci, 2001 , s. 286.
  129. ↑ University of Chicago (red.). Enrico Fermi-samlingen . Hentet 2013-01-22 .  
  130. ^ Salvini, 2001 , s. 5.
  131. ↑ Von Baeyer, 1993 , s. 3–8.
  132. ↑ Fermi, 1954 , s. 242.
  133. ^ Salvini, 2001 , s. 17.
  134. ↑ Alison, 1957 , s. 135–136.
  135. ↑ gotterdammerung.org (red.). "Enrico Fermi i Santa Croce, Firenze" . Hentet 10. mai 2015 . 
  136. ^ " Tid 100 mennesker i århundret" . Tid . 6. juni 1999. Arkivert fra originalen 8. mars 2013 . Hentet 2. mars 2013 . 
  137. ↑ Snow, 1981 , s. 79.
  138. ↑ Fermilab (red.). "Om Fermilab-historien" . Hentet 2013-01-21 .  
  139. ↑ National Aeronautics and Space Administration (red.). "Første lys for Fermi-romteleskopet" . Hentet 2013-01-21 . 
  140. ↑ World Nuclear Association (red.). "Atomkraft i Italia" . Hentet 2013-01-21 .  
  141. ↑ CNEA , red. (november 2004). "Rapport fra Argentinas nasjonale atomenergikommisjon (CNEA)" . Arkivert fra originalen 14. mai 2013 . Hentet 2013-01-21 .  
  142. ↑ Seaborg, 1978 , s. to.
  143. ↑ Hoff, 1978 , s. 39–48.
  144. ↑ Kevin A. Boudreaux. Angelo State University, red. "Avledninger av navnene og symbolene til elementene" . 
  145. ↑ USAs energidepartement (red.). "Enrico Fermi-prisen" . Arkivert fra originalen 13. desember 2013 . Hentet 25. august 2010 . 
  146. ↑ "for hans enestående bidrag til kunnskapen om materiens elektriske struktur, hans arbeid innen kvanteteori og hans eksperimentelle studier av nøytronet"

Bibliografi

Eksterne lenker