Энрико Ферми

Энрико Ферми

Физическая группа вокруг Энрико Ферми во дворе Института физики (Via Panisperna) в Риме в 1934 году или вскоре после этого, слева направо: Оскар Д'Агостино , Эмилио Сегре , Эдоардо Амальди , Франко Разетти и Энрико Ферми

Энрико Ферми - Фотография его удостоверения личности в Лос-Аламосе (Вторая мировая война)

Мемориальный камень Энрико Ферми в церкви Санта-Кроче во Флоренции , Италия

FERMIAC , аналоговый компьютер , изобретенный Энрико Ферми для изучения переноса нейтронов

Энрико Ферми (родился 29 сентября 1901 года в Риме † 28 ноября 1954 года в Чикаго , штат Иллинойс ) был итальянским физиком и одним из самых важных физиков-ядерщиков 20-го века. В 1938 году он получил Нобелевскую премию по физике .

Жизнь

В 17 лет он начал изучать физику в Scuola Normale Superiore в Пизе , которую он закончил с отличием в 1922 году, защитив экспериментальную диссертацию по рассеянию рентгеновских лучей на кристаллах со степенью лауреата. В 1923 году, благодаря гранту, Ферми на несколько месяцев провел исследовательскую поездку в Геттингене с Максом Борном . В то время Геттинген был ведущим центром теоретической физики , и именно здесь выполнялась большая часть важных работ для квантовой механики . В 1924 году он несколько месяцев работал в Нидерландах на Пауля Эренфеста , также соучредителя квантовой механики. В январе 1925 года Ферми был назначен профессором математики во Флоренции. В 1926 году он перешел в качестве профессора теоретической физики в Римском университете (Ла Сапиенца) на кафедру теоретической физики, недавно основанную Орсо Марио Корбино , которую он занимал до 1938 года. Ферми был членом Ассоциации масонов с 1924 года . С 1928 года он был женат на Лоре Капон (1907–1977) и имел от нее двоих детей: Неллу (1931–1995) и Джулио (1936–1997). В период с 1926 по 1932 г. Ферми произвел важные труды по квантовой механике с приложениями, например, в физике твердого тела и квантовая статистика ( статистика Ферми-Дирака для фермионов , золотое правило Ферми , поверхности Ферми , Ферми резонансным , Томаса теория Ферми атома). Вокруг Ферми в Риме сформировалась очень активная группа физиков-теоретиков и физиков-экспериментаторов. В него вошли Джан-Карло Вик , Уго Фано , Джованни Джентиле , Джулио Рака , Этторе Майорана и экспериментаторы Франко Разетти , Джузеппе Коккони , Эмилио Сегре , Эдоардо Амальди и Бруно Понтекорво .

Вдохновленный открытием нейтрона по Чедвик в 1932 и свидетельства ядерных превращений после облучения альфа - частиц по Ирен и Фредерика Жолио-Кюри , Ферми обратился к экспериментальной физике в 1934 году . Его новаторское открытие заключалось в том, что процессы ядерной трансмутации с использованием нейтронного излучения намного эффективнее. Дальнейшее улучшение выхода достигается, если нейтроны сильно замедляются ( тепловые нейтроны ). В 1934 году Ферми опубликовал свою теорию бета-распада («Ферми-взаимодействие»). Еще в 1933 году он придумал название нейтрино для одной из частиц, участвующих в бета-распаде, существование которой было постулировано Вольфгангом Паули тремя годами ранее .

Путем нейтронного облучения самого тяжелого известного элемента урана в то время Ферми и его коллеги также добились изменений в исходном материале (другое химическое поведение, изменение периода полураспада испускаемого излучения) и ошибочно интерпретировали их как ядерное превращение в трансурановые элементы ( Природная статья 1934 г.). Ида Ноддак раскритиковала это и уже указала на возможность ядерного деления , которое Отто Хан и Фриц Штрассманн затем продемонстрировали четыре года спустя с помощью химико-аналитических методов; теоретические основы были разработаны Лиз Мейтнер и Отто Фриш (см. историю ядерного деления ). Первый трансуран не удалось обнаружить до 1942 года, но по совершенно другой методике синтеза. В 1938 году Ферми получил Нобелевскую премию по физике за свою работу (согласно официальному обоснованию идентификации новых радиоактивных элементов, образующихся после облучения нейтронами, и его открытия ядерных реакций, вызванных медленными нейтронами), хотя его интерпретация нейтронного эксперимента (поколение трансуранов ) основано на том, что, как мы знаем, сегодня было неправильным.

В том же году Ферми эмигрировал со своей семьей в США из -за антисемитских законов режима Муссолини, принятых в 1938 году , которые коснулись его еврейской жены Лауры, двух его детей и некоторых из его сотрудников. В начале 1940-х годов Ферми работал с Исидором Исааком Раби и Поликарпом Кушем в Колумбийском университете в Нью-Йорке. Ему это удалось 2 декабря 1942 года в 15:25 в Чикагском университете с ядерным реактором Chicago Pile No. 1 - это первая критическая цепная реакция ядерного деления , достижение, которое было основано на подготовительной теоретической работе Лео Сциларда .

В апреле 1943 года Ферми Роберт Оппенгеймер высказал предположение о возможности заражения немецких продуктов питания побочными радиоактивными продуктами обогащения. Фоном был страх, что немецкий проект атомной бомбы будет на продвинутой стадии, и Ферми в то время скептически относился к тому, можно ли создать атомную бомбу достаточно быстро. Оппенгеймер обсудил "многообещающее" предложение с Эдвардом Теллером , который предложил использовать стронций-90. Даже Джеймса Брайанта Конанта и Лесли Р. Гроувса учили, но Оппенгеймер только хотел использовать этот план в атаке, если бы с помощью оружия можно было заразить достаточно еды до полумиллиона, чтобы убить людей.

Летом 1944 года Ферми и его семья переехали в Лос-Аламос ( Нью-Мексико ) в секретную лабораторию атомных исследований в США . В качестве консультанта Роберта Оппенгеймера Ферми сыграл важную роль в разработке и создании первых атомных бомб . После Второй мировой войны Ферми снова занялся фундаментальными исследованиями в центре ядерных исследований Чикагского университета. После поездки в Европу в 1954 году у Ферми диагностировали рак желудка . 9 октября ему сделали операцию, через семь недель он скончался.

Продолжайте работать

Ферми был известен своими быстрыми оценками и своей физической интуицией - он был мастером вычислений «на обратной стороне конверта» (которые занимают не больше места, чем обратная сторона конверта). Вопросы Ферми ( проблемы Ферми ) также широко распространены , например, оценка количества настройщиков пианино в таком городе, как Чикаго, по некоторым данным.

Электронный газ (также Фермигаз ) (ср. Металлическая связь ), группа элементарных частиц ( фермионов ), искусственно созданный химический элемент фермий и уровень энергии в многочастичных системах ( уровень Ферми ) были названы его именем. Комиссия по атомной энергии США пожертвовала z. Премия им. З. Энрико Ферми вручена в размере 50 000 долларов США . Ферми Национальной ускорительной лаборатории близ Чикаго был назван в честь него и регулярных курсов Международной школы физики Энрико Ферми физического общества Италии и его Premio Энрико Ферми .

заводы

Книги:

• Эмилио Сегре , Франко Разетти , Энрико Персико , Эдоардо Амальди , Герберт Андерсон , К.С. Смит, А. Ваттенберг (редакторы) Note e Memorie (Собрание сочинений), University of Chicago Press, Accademia dei Lincei, 2 тома 1962, 1965.
• Introduzione alla Fisica Atomica, Болонья: Н. Заничелли. 1928 г.
• Fisica per i Licei, Болонья: Н. Заничелли. 1929 г.
• Molecole e cristalli, Болонья: Н. Заничелли. 1934 г.
• Fisica per Istituti Tecnici, Болонья: Н. Заничелли. 1938 г.
• с Эдоардо Амальди: Fisica per Licei Scientifici, Болонья: Н. Заничелли. 1938 г.
• Ядерная физика , University of Chicago Press, 1949, 1950.
• Термодинамика , Прентис-Холл, 1937 г., Дувр, 1956 г. (лекция 1936 г.).
• Элементарные частицы, Нью-Хейвен: издательство Йельского университета. 1951 г.

Некоторые очерки:

• О квантовании одноатомного идеального газа , Zeitschrift für Physik Vol. 36, 1926, стр. 902-912 (статистика Ферми).
• Попытайтесь создать теорию бета-лучей , Zeitschrift für Physik Vol. 88, 1934, p. 161.
• Возможное образование элементов с числом атомов больше 92 , Nature Vol. 133, 1934, стр. 898 (Ферми ошибочно думал, что он произвел трансурановые элементы).
• Квантовая теория излучения , Обзоры современной физики, том 4, 1932, стр. 87-132.
• О рамановском эффекте углекислого газа. Zeitschrift für Physik Vol. 71, 1931, pp. 250-259 (резонанс Ферми).
• Экспериментальное производство дивергентной цепной реакции , Американский журнал физики, том 20, 1952, стр. 536 (реактор в Чикаго, перепечатано в Horst Wohlfahrt: 40 Years of Nuclear Fission , Wissenschaftliche Buchgesellschaft, 1979).

Почести

Награды и членство

• Медаль Маттеуччи 1926 года
• Нобелевская премия 1938 г.
• 1939 член Американского физического общества
• 1939 член Американского философского общества
• 1942 Медаль Хьюза
• Медаль за заслуги 1946 года
• 1947 Медаль Франклина
• 1950 Медаль Барнарда
• 1953 Генри Норрис Рассел Лекция
• Премия Рамфорда 1953 года
• 1954 Медаль Макса Планка

Он был иностранным членом Королевского общества (1950), Королевского общества Эдинбурга , членом Национальной академии наук и Леопольдина (1935).

В 1936 году он был удостоен почетной докторской степени в Рупрехтском университете Карлса в Гейдельберге , в 1946 году в Йельском и Вашингтонском университетах , в 1948 году в Гарвардском университете и в 1952 году в Рочестерском университете . В 1953 году он был президентом Американского физического общества .

В Италии он был членом Академии Италии .

Термины имени Энрико Ферми

Физические концепции:

• фермионное , тип частицы, и производные от него:
  • Fermigas
  • фермионов конденсата
• в статистике Ферми-Дирака , форма квантовой статистики
  • в нем распределение Ферми (включает в себя Ферми края или энергия Ферми и температура Ферми )${\ displaystyle E_ {f}}$ ${\ displaystyle T_ {F}}$
  • Собственный уровень Ферми
  • поверхность Ферми для описания энергетического состояния электронов в металле
• скорость Ферми электронов
• Ферми жидкости , форма квантовой жидкости
• теория ферми жидкости (Ферми-Ландау теория жидкости)
• резонанса Ферми
• модель Томаса-Ферми, модель атома, в которой электронная оболочка рассматривается как газ из электронов
• Золотое правило Ферми
• Ферми паста улам эксперимент
• Ферми взаимодействие (константа Ферми)

Философско-методические концепции:

• Ферми парадокс , чтобы мы ли только разумные существа во Вселенной
• проблема Ферми для оценки значений без точных данных измерений

Разное:

• химический элемент фермий
• (устаревшая) единица длины: 1 Ферми = 1 фм = 10 ⁻¹⁵ м = 1 фемтометр
• премии Энрико Ферми для исследований в области разработки, использования и контроля ядерной энергии
• Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory) в штате Иллинойс, США
• прежнее название дистрибутива Linux, названного в его честь и разработанного Fermilab и CERN , Fermi Linux (теперь Scientific Linux )
• Энрико Ферми АЭС в США
• бывшая АЭС Энрико Ферми в Италии
• Ферми гамма-излучения космического телескопа , космический телескоп для гамма - астрономии
• архитектура Fermi для графических процессоров , разработанная Nvidia
• Тезка 1970 года по лунному кратеру Ферми
• 1999 тезка астероида (8103) Ферми

литература

• Лаура Ферми Мой муж и атом . Diederichs Verlag, 1956 (английский оригинал: Атомы в семье , University of Chicago Press, 1954).
• Сэмюэл Кинг Элисон: Энрико Ферми, Национальная академия стипендиатов биографических мемуаров , том 30, 1957, стр. 125-155, pdf
• Карло Бернардини, Луиза Бонолис (редактор): Энрико Ферми, его работа и наследие , Болонья, Società Italiana di Fisica 2004, ISBN 978-3-642-06053-3
• Дэн Купер: Энрико Ферми и революции современной физики , Oxford University Press, 1999.
• Эмилио Сегре: Энрико Ферми: физик , Чикагский университет, 1970. Мягкая обложка 1988: ISBN 8808022382 .
• Эмилио Сегре: Ферми, Энрико . В: Чарльз Коулстон Гиллиспи (ред.): Словарь научной биографии . Лента 4 : Ричард Дедекинд - Фирмикус Матернус . Сыновья Чарльза Скрибнера, Нью-Йорк, 1971, стр. 576-583 . 
• Джино Сегре, Беттина Хорлин: Папа физики - Энрико Ферми и рождение атомной эры , Генри Холт 2016

веб ссылки

• Информация о Нобелевского на церемонии награждения Энрико Ферми в 1938 году
• Литература Энрико Ферми и о нем в каталоге Немецкой национальной библиотеки
• Газетная статья об Энрико Ферми в пресс - ките ХХ века Информационного центра экономики им . Лейбница ZBW .
• Сочинения Энрико Ферми для SBBPK
• Сочинения об Энрико Ферми в SBBPK
• Энрико Ферми @ aip.org
• Документы Ферми, Библиотека Чикагского университета

Сноски

1. ^ Эмилио Сегре, Энрико Ферми, Болонья. Zanichelli, 1971, стр 22
2. ↑ Похвала: за демонстрацию существования новых радиоактивных элементов, образующихся при нейтронном облучении, и за связанное с ним открытие ядерных реакций , вызываемых медленными нейтронами , Nobelprize.org
3. ↑ Ричард Роудс: Атомная бомба или история 8-го дня творения. Greno, Nördlingen, 1988. ISBN 3-89190-522-X, стр. 854f, Родос, Изготовление атомной бомбы, стр. 510ff.
4. ↑ nytimes.com
5. ↑ По словам Уильяма Паундстоуна Как бы вы переместили гору Фудзи? популярное сырье для собеседований а-ля Microsoft.
6. ↑ Энрико Ферми в газеттире Планетарной Номенклатуры в МАС (WGPSN) / ЮСГС