Enriko Fermi

Enriko Fermi
Enriko Fermi
Lični podaci
Datum rođenja	(1901-09-29)29. septembar 1901.
Mesto rođenja	Rim, Kraljevina Italija
Datum smrti	28. novembar 1954.(1954-11-28) (53 god.)
Mesto smrti	Čikago, SAD
Obrazovanje	Univerzitet u Pizi
Naučni rad
Polje	fizika
Nagrade	Nobelova nagrada za fiziku
Potpis

Enriko Fermi (ital. Enrico Fermi; Rim, 29. septembar 1901 — Čikago, 28. novembar 1954) bio je italijanski i američki fizičar, najpoznatiji po svom radu o raspadanju beta čestica, razvoju prvog nuklearnog reaktora, i po razvoju kvantne teorije. Smatra se „arhitektom atomske bombe“. On je bio jedan od malobrojnih fizičara u istoriji koji su se istakli u teorijskom i eksperimentalnom polju. Fermi je imao nekoliko patenata vezanih za upotrebu nuklearne energije, i bio je nagrađen Nobelovom nagradom za fiziku 1938. za svoj rad na indukovanoj radioaktivnosti putem neutronskog bombardovanja, kao i za otkriće transuranijumskih elemenata. On je napravio znatne doprinose razvoju kvantne teorije, nuklearne fizike, fizike elementarnih čestica, i statističke mehanike.

Fermijevi prvi značajan doprinos je bio u oblasti statističke mehanike. Nakon što je Volfgang Pauli objavio svoj princip isključenja 1925. godine, Fermi je sledio publikacijom u kojoj je primenio princip na idealni gas, koristeći statističku formulaciju koja je sada poznata kao Fermi–Dirakova statistika. Danas se čestice koje slede princip isključenja nazivaju „fermionima“. Kasnije je Pauli postulirao postojanje jedne nenaelektrisane nevidljive čestice koja se emituje zajedno sa elektronima tokom beta raspada, da bi se zadovoljio zakon zakon očuvanja energije. Fermi je prihvatio tu ideju i razvio model koji inkorporira postulisanu česticu, koju je on imenova „neutrinom“. Njegova teorija, koja se kasnije nazvana Fermijevom interakcijom i znatno kasnije slabom interakcijom, opisuje jednu od četiri fundamentalne sile prirode. Putem eksperimenata indukovane radioaktivnosti sa nedavno otkrivenim neutronima, Fermi je otkrio da se spori neutroni lakše zarobljavaju od brzih, i razvio je Fermijevu starosnu jednačinu radi opisivanja tog opažanja. Nakon bombardovanja torijuma i uranijuma sa sporim neutronima, on je izveo zaključak da su formirani novi elementi; mada je on nagrađen Nobelovom nagradom za to otkriće, naknadno je pokazano da su novi elementi fisioni produkti.

Fermi je napustio Italiju 1938. godine da bi izbegao italijanske rasne zakone koji su pogađali njegovu jevrejsku suprugu Lauru Kapon. On je emigrirao u Sjedinjene Države gde je radio na projektu Menhetn tokom Drugog svetskog rata. Fermi je predvodio tim koji je dizajnirao i izgradio reaktor Chicago Pile-1, koji je postao kritična dana 2. decembra 1942, čime je demonstrirana prva veštačka samoodržavajuća nuklearna lančana reakcija. On je učestvovao u projektu u kojem je X-10 grafitni reaktor u Ouk Ridžu u Tenesiju postao kritičan 1943, kao i u radu na B reaktoru u Hanford lokaciji sledeće godine. U Los Alamosu on je predvodio F diviziju, odeljenje koji je radilo na Edvard Telerovoj termonuklearnoj „super“ bombi. On je bio prisutan na Triniti testu dana 16. jula 1945, gde je koristio svoj Fermijev method da proceni prinos bombe.

Nakon rata, Fermi je služio pod Robertom Openhajmerom na Generalnom savetodavnom komitetu, koji je savetovao Komisiju za atomsku energiju o nuklearnim pitanjima i politici. Nakon detonacije prve sovjetske fisione bombe avgusta 1949, on se snažno protivio razvoju hidrogenske bombe na moralnoj i tehničkoj osnovi. On je bio među naučnicima koji su svedočili u ime Openhajmera na raspravi iz 1954 što je imalo za posledicu uskraćivanje njegovog sigurnosnog odobrenja. Fermi je dao znatan doprinost u polju fizike elementarnih čestica, posebno u pogledu piona i miona. On je spekulisao da kosmički zraci nastaju putem ubrzanja materijala magnetnim poljem u interstelarnom prostoru. Mnoge nagrade, koncepti, i institucije nose njegovo ime. Sintetički element fermijum (hemijski simbol Fm) nosi njegovo ime, te je on jedan od 16 naučnika koji imaju elemente imenovane po njima.

Biografija

Via Gaeta 19, Rim, gde je Fermi rođen

Jedna od mogućih nuklearnih fisijskih lančanih reakcija: 1. Atom uranijuma-235 hvata spori neutron i raspada se na dva nova atoma (fisioni fragmenti – barijum-141 i kripton-92), oslobađajući 3 nova neutrona i ogromnu količinu energije vezanja (200 MeV). 2. Jedan od tih neutrona biva uhvaćen od atoma uranijuma-238 i ne nastavlja reakciju. Drugi neutron napušta sistem bez hvatanja. Ipak, jedan od neutrona se sudara s novim atomom uranijuma-235, koji se raspada na dva nova atoma (fisioni fragmenti), oslobađajući 3 nova neutrona i ogromnu količinu energije vezanja (200 MeV). 3. Dva se neutrona sudaraju s dva atoma uranijuma-235 i svaki se raspada i nastavlja reakciju.

Enriko Fermi je rođen 1901. u Rimu (Italija). On je bio treće dete Alberta Fermija, oblasnog rukovodioca (ital. Capo Divisione) u Ministarstvu železnice, i Ide de Gatis, učiteljice u osnovnoj školi. Njegova jedina sestra, Marija, je bila dve godine starija od njega, a njegov brat Đulio je bio godinu dana stariji. Dva dečaka su bila poslata na selo radi dojenja. Enriko se pridružio svojoj familiji u Rimu kad je imao dve i po godine. Mada je kršten u katoličkoj crkvi u skladu sa željama svoje porodice, njegova porodica nije bila posebno religiozna; Enriko je bio agnostik tokom svog odraslog života. Kao dečak je imao zajedničke interese sa svojim bratom Đulijom. Oni su gradili električne motore i igrali se sa električnim i mehaničkim igračkama. Đulio je umro usled administracije anestetike pri operaciji apscesa na grlu 1915. godine. Marija je umrla u avionskom krašu u blizini Milana 1959. godine.

Jedan od Fermijevih prvih izvora za studiranje fizike je bila knjiga koju je našao na lokalnoj pijaci u Kampo de Fioriju u Rimu. Objavljena 1840, knjiga Elementorum physicae mathematicae sa 900 strana, je bila napisana na latinskom od strane Jezuitskog oca Andreja Karafa, profesora na Rimskom koledžu. Ona je pokrivala matematiku, klasičnu mehaniku, astronomiju, optiku, i akustiku, u meri u kojoj su te discipline bile razjašnjene u vreme pisanja te knjige. Fermi se sprijateljio sa još jednim naučno naklonjenim studentom, Enrikom Persikom, i zajedno su radili na naučnim projektima kao što su izgradnja žiroskopa i pokušajima da se precizno izmeri ubrzanje Zemljine gravitacije. Fermijev interes u fiziku je dalje pospešio kolega njegovog oca Adolfo Amidej, koji mu je dao nekoliko knjiga o fizici i matematici, koje je on čitao i brzo ih asimilirao.

Enriko je studirao na Univerzitetu u Pizi od 1918. do 1922, a potom na univerzitetima u Lejdenu i Getingenu. Doktorirao u Pizi 1922. Profesor teorijske fizike univerziteta u Rimu postao 1927.

Ranih 1930-ih Fermi je istraživao međudelovanje neutrona s jezgrom atoma bombardujući neutronima razne hemijske elemente. Ubrzo je otkrio usporavanje (moderaciju) neutrona te zanimljivu reakciju u kojoj nastaju novi produkti ako se uranijum bombarduje sporim neutronima (kasnije prepoznatu kao nuklearnu fisiju). Fermi je 1933. postavio teoriju β-radioaktivnosti jezgara, postulirajući raspad neutrona u jezgru atoma u proton uz emisiju elektrona (β-čestice) i neutrina, tako da se energija raspada deli između elektrona i neutrina dajući karakteristični kontinuirani emisijski spektar elektrona. Tih je godina u niskoenergijskim eksperimentima β-raspada prepoznata temeljna slaba sila, koja je uza sve Fermijeve korekcije u raspadima kasnije proširena u V-A fundamentalnu teoriju slabih delovanja. Pod V-A se podrazumeva se građa slabih naelektrisanih struja povezanih s β-raspadima (slabim procesima), gde se V odnosi na vektorski deo, a A na aksijalni deo struje. Naime, u amplitudama ili iznosima struja treba uračunati nesačuvanje parnosti uključivanjem jednakih doprinosa komponenti V i A, jer vektorska struja menja predznak a aksijalna ostaje nepromenjena pod operacijom promene parnosti. U zakonima β-raspada simetrija prostorne parnosti narušena je (Cung-Dao Li i Džen-Ning Jang).

Fermi je primio Nobelovu nagradu za fiziku 1938. za otkriće novih radioaktivnih elemenata ozračivanjem neutronima i za otkriće nuklearnih reakcija uzrokovanih sporim neutronima. Nakon svečane dodele nagrade, Fermi je iz Švedske s porodicom otputovao u SAD zbog italijanskog fašističkog režima. Prihvatio je položaj profesora fizike na univerzitetu Kolumbija u Njujorku. Nastavio je eksperimentalno istraživanje nuklearne fisije u timu s L. Silardom. Nakon što je predsednik Frenklin Delano Ruzvelt 6. decembra 1941. odobrio Projekat Menhetn, Fermi je prešao na univerzitet u Čikagu, gde radi eksperimente s lančanim reakcijama cepanja jezgara uranijuma u okviru projekta kodiranog kao Metalurški projekt.

Prvu kontrolisanu lančanu reakciju Fermi je izveo 2. decembra 1942. u prvom nuklearnom reaktoru na otvorenom, kojemu je snaga iznosila 0,5 W, da bi desetak dana nakon toga bila povećana do 200 W proizvedene toplote. Zbog svoje konstrukcije nuklearni reaktor je bio nazvan Čikaška gomila 1 . Grafitni blokovi, koji su imali ulogu moderatora, bili su međusobno naslagani, a uranijsko gorivo umetnuto u šupljine između njih. Fermijevim otkrićem utemeljeno je konstruktivno iskorištavanje energije oslobođene fisijom teških izotopa: fisijska nuklearna energetika.

Zasluge

Fermijevi najvažniji doprinosi podjednako su značajni u teorijskoj i eksperimentalnoj fizici, od teorije β-raspada neutrona 1933. do prve kontrolisane lančane reakcije u prvome nuklearnom reaktoru CP 1 (Chicago Pile 1), izvedene 2. decembra 1942. u krugu univerziteta u Čikagu.

Nakon Drugog svetskog rata univerzitet u Čikagu je osnovao Institut za nuklearna istraživanja (danas The Enrico Fermi Institute ili Fermilab). Fermijeve su zasluge velike i u fizici visokih energija. Bio je glavni pokretač gradnje sinkrociklotrona na univerzitetu u Čikagu, a celo je postrojenje potkraj Fermijeva života premešteno u Fermilab. Po njem su nazvani hemijski element fermijum, vrsta elementarnih čestica fermioni, model elektronskog gasa Fermijev gas, kvantna statistika Fermi-Dirakova statistika, kvantna energija Fermijeva energija, Tomas-Fermijev model atoma i drugo.

Vidi još

• Fermijev paradoks

Literatura

• 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”. Ur.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. str. 23—35. ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC 56686431. 
• Amaldi, Ugo (2001). „Nuclear Physics from the Nineteen Thirties to the Present Day”. Ur.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. str. 151—176. ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC 56686431. 
• Bertotti, Bruno (2001). „Fermi's Coordinates and the Principle of Equivalence”. Ur.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. str. 115—125. ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC 56686431. 
• Bonolis, Luisa (2001). „Enrico Fermi's Scientific Work”. Ur.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. str. 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”. Ur.: 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”. Ur.: Seaborg, Glenn T. Proceedings of the Symposium Commemorating the 25th Anniversary of Elements 99 and 100 (PDF). Los Alamos: Los Alamos National Laboratory. str. 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”. Ur.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. str. 241—270. ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC 56686431. 
• Jones, Eric M. (mart 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”. Ur.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. str. 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”. Ur.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. str. 286—313. ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC 56686431. 
• Salvini, Giorgio (2001). „Enrico Fermi: His Life and Comment on his Work”. Ur.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. str. 1—20. ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC 56686431. 
• Salvetti, Carlo (2001). „The Birth of Nuclear Energy: Fermi's Pile”. Ur.: Bernardini, C.; Bonolis, Luisa. Enrico Fermi: His Work and Legacy. Bologna: Società Italiana di Fisica: Springer. str. 177—203. ISBN 978-88-7438-015-2. OCLC 56686431. 
• Seaborg, Glenn T. (1978). „Introductory Remarks”. Ur.: Seaborg, Glenn T. Proceedings of the Symposium Commemorating the 25th Anniversary of Elements 99 and 100 (PDF). Los Alamos: Los Alamos National Laboratory. str. 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. 

Spoljašnje veze

• 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 Arhivirano na sajtu Wayback Machine (14. maj 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.