Enrico fermi


Статья предоставлена телеграм каналом "С другого угла".

Гениальный итальянский физик Энрико Ферми, который изобрел и построил ядерный реактор и признан одним из создателей атомной бомбы, внес неизмеримый вклад в развитие физики элементарных частиц.

Энрико Ферми родился 29 сентября 1901 года в Риме в семье служащего в министерстве железнодорожного сообщения. С самого детства Ферми проявлял огромный интерес к математике и физике. Его научные знания, в основном полученные в ходе самообразования, позволили ему в 1918 году поступить в Высшую нормальную школу при Пизанском университете. Спустя четыре года он получил докторскую степень по физике с отличием за работу по экспериментальному исследованию рентгеновских лучей. После, молодой учёный стажировался у Макса Борна в Геттингентском университете. Напомним, что Макс Борн является одним из создателей квантовой механики.


Еще в возрасте 24 лет ученый стал профессором Флорентийского университета. Спустя год Ферми становится профессором в Римском университете, где заведует новой кафедрой.

В 1928 году Энрико женился на Лауре Капон, принадлежащей к известному в Риме еврейскому роду. У них родились двое детей. Как большинство ученых Италии, Ферми был членом фашисткой партии.

Работа группы Ферми получила очень высокую оценку в научном мире, она также явилась началом нейтронной физики. Эффект Ферми (явление замедления нейтронов веществами, состоящими из лёгких атомов) оказался востребован в атомной технике. За серию работ по получению радиоактивных элементов путём бомбардировки нейтронами и за открытие ядерных реакций под действием медленных нейтронов в 1938 году Энрико Ферми была присуждена Нобелевская премия по физике.
ехав в 1939 году для её получения в Стокгольм вместе с семьёй, Ферми не вернулся в Италию, так как в то время итальянскими властями были приняты законы, существенно ужесточившие положение евреев. Он переезжает в США, где пять университетов предложили ему место профессора физики. Ферми выбрал Колумбийский университет в Нью-Йорке, где и работал с 1939 по 1942 год.

В 1939 году он разработал теорию потерь энергии заряженными частицами на ионизацию вещества с учётом его поляризации.

Ферми был избран членом Национальной академии наук США (1945), почетным членом Эдинбургского королевского общества (1949) и иностранным членом Лондонского королевского общества (1950). Президентом США Ферми был назначен членом Генерального консультативного комитета Комиссии по атомной энергии (1946–1950). Он был вице-президентом (1952) и президентом (1953) Американского физического общества. Помимо Нобелевской премии, Ферми был удостоен золотой медали Маттеуччи Национальной академии наук Италии (1926), медали Хьюза Лондонского королевского общества (1943), гражданской медали «За заслуги» правительства Соединенных Штатов Америки (1946), медали Франклина Франклиновского института (1947), золотой медали Барнарда за выдающиеся научные заслуги Колумбийского университета (1950) и первой премии Ферми, присужденной Комиссией по атомной энергии Соединенных Штатов Америки (1954). Он был почетным доктором многих высших учебных заведений, в том числе Вашингтонского и Йельского университетов, Рокфордского колледжа. Гарвардского и Рочестерского университетов.


Лето 1954 года Ферми провёл в Европе, находясь на последней стадии рака желудка. Он побывал с лекциями во Франции, Германии и Италии, встретился со старыми друзьями. По возвращении в Чикаго Ферми два месяца посещал различные медицинские процедуры. Он умер во сне 28 ноября 1954 года в возрасте 53 лет.

Кстати у нас теперь есть и web версия нашего канала телеграм, где можно делиться публикациями в своих соц. сетях.
Ссылка на сайт: http://different_angle.tggram.com/
Яндекс.Дзен: https://zen.yandex.ru/media/id/5a7df370e86a9e6bc2c0c713

Канал не позиционирует себя как источник стопроцентно правдивой информации, а лишь претендует быть таковым.

Предложить свою статью, замечание или просто написать автору: @different_angle_bot

Источник: zen.yandex.ru

Физик из Италии Энрико Ферми прославился прежде всего как основатель ядерной физики, а также как исследователь квантовой физики. Его имя носят университеты в Италии и Соединённых Штатах Америки, а помимо этого он является одним из лауреатов премии Нобеля.


Легендарный физик Энрико Ферми

Энрико Ферми появился на свет 29 сентября 1901 года. Родным городом будущего исследователя является Рим. Рос мальчик среди служащих, и к научной работе ребёнка специально не приобщали. Но Энрико с детства увлекался точными науками и каждую свободную минуту стремился провести с учебником по физике или математике. Знания мальчик черпал из книг, а ещё в гости к ним часто приходил коллега отца — инженер по имени Амидей, он рассказывал будущему физику о великих открытиях и впервые познакомил с доказательствами всемирно известных теорем.

Учёба давалась мальчику легко. В тринадцатилетнем возрасте он в течение трёх дней выполнил две сотни заданий по геометрии и практически наизусть выучил весь учебник. Летом 1918 года Энрико досрочно получил диплом лицея, сдав экзамены по трехлетнему курсу обучения за пару лет. Приняв решение продолжить учёбу, юноша был зачислен в высшую школу в Пизе. Он прекрасно сдал вступительные экзамены и был лучшим на курсе.


Наряду с лекциями Ферми изучал дополнительную литературу, по большому счёту он чувствовал себя самоучкой и постоянно занимался самообразованием. Благодаря феноменальной памяти, молодой учёный с легкостью запоминал формулы и самостоятельно учил иностранные языки.

Талант и блестящие способности юноши были отмечены профессорами университета, и уже с 1920-го он читает лекции студентам в институте физики. К этому году относится его работа с теорией относительности. В 1922 будущий физик защитил выпускную работу по оптике рентгеновских лучей и, став обладателем диплома университета, сразу же получил ещё один — Высшей Нормальной школы, которую посещал параллельно с основным местом учёбы.

Удивительно, но не по годам талантливому юноше не нашлось должности в университете Пизы, поэтому по окончании учёбы ему потребовалось возвратиться в родной город. Но зато на родине посчастливилось познакомиться с Орсо Марио Корбино — сенатором, в то время возглавлявшим отделение физики Римского королевского университета. Марио слыл неплохим экспериментатором, имел хорошее чутьё и сразу же увидел в двадцатилетнем юноше большой потенциал. Сенатор стал его покровителем и предложил работу — преподавать математику студентам университета.

На тот момент в Италии не существовало теоретической школы, по этой причине в 1923 году Энрико отправился в Геттинген. Там он сотрудничал с немецким физиком Максом Борном, но особых успехов не достиг. Судя по всему, молодой человек привык проводить исследования самостоятельно, в прямом смысле — в одиночку и, казалось, к совместному творчеству испытывал недоверие.


После неудачного сотрудничества с Борном молодой человек вернулся в университет Рима, где в течение года читал лекции по математике, а затем отправился повышать квалификацию в Голландию. Там он пробыл осень 1924 года, сведя знакомство с Паулем Эренфестом. Эренфест поделился с Энрико знаниями по теоретической физике, что придало подающему надежды физику уверенности в своих силах.

Вернувшись на родину в 1924 году, Энрико читает лекции для учащихся и вскоре становится профессором Флорентийского университета, однако занимает кафедру временно.

Будучи преподавателем, выдающийся учёный основал у себя на родине школу теоретической физики — она считается одной из главных его заслуг. Впоследствии школа Энрико Ферми приобрела широкую известность, и обучаться там захотели тысячи увлечённых физикой энтузиастов. Среди учеников Энрико Ферми оказалось множество талантливых людей, впоследствии тоже достигших больших успехов. В их числе Э.Сегре, Ч.Ян, Дж.Чу, Б.Росси.

Обучение в заведении проходило в виде увлечённой беседы или обсуждения интересующих вопросов. Темы дипломных работ студенты также выбирали сами, талантливый наставник ни к чему их не принуждал. Ферми утверждал, что работа над задачей, интересной именно учащемуся, будет более плодотворной, чем если тему работы ему предложит преподаватель. 1925 — год создания статистики частиц, имеющих полуцелый спин. Они до сих пор носят название «фермионы», как дань памяти первооткрывателю.


В конце 1926-го Ферми выиграл конкурс и стал профессором кафедры физической теории в Риме, на постоянной основе. Через два года Энрико заключил брак с Лаурой Капон.

С 1932 года талантливый физик числится членом-корреспондентом Национальной академии Линчеи в Италии. Эксперименты молодой учёный не забросил и продолжал ставить опыты и формулировать гипотезы. Результатом его усилий стали труды «Квантовая теория излучения» и «Термодинамика». Кроме авторских гипотез данные рукописи включают в себя лекции, которые Ферми читал студентам.

Энрико Ферми чрезвычайно трепетно относился к физике и ко всему, что с ней связано. Но сильней прочего его любопытство возбуждала физика нейтронов. С докладом на эту тему он выступал в 1933 году на съезде ядерных физиков в Брюсселе, и разработанная учёным теория бета-распада произвела на участников большое впечатление. Работая в этом направлении, он обосновал процесс замедления нейтронов. В 1938 году ему вручили за эту работу Нобелевскую премию. После этого события он на родину не возвратился, а переехал со своей семьёй в Америку. Причиной смены места жительства стало распространение фашистского режима в Италии: появляющиеся антисемитские законы представляли опасность для его жены, имеющей еврейские корни.


С января 1939 года Энрико преподаёт в Колумбийском университете, занимаясь изучением реакции ядер. Три года спустя он снова переезжает, теперь в Чикаго. Там вместе с группой учёных он исследует цепные ядерные реакции и добивается больших успехов. Группа Ферми, практически, стояла у истоков создания ядерного оружия, а летом 1945 года подключилась к тестированию атомной бомбы.

С 1946 года Энрико является работником Института ядерных исследований в Чикаго и концентрирует внимание в прикладной области — физике передовых технологий. В 1950-м он сформулировал теорию множественного образования мезонов, а ещё через два года впервые обнаружил адронный резонанс, сделав неоценимый вклад в физику элементарных частиц.

В 1954 Ферми опубликовал заключительный труд под названием «Лекции о пи-мезонах и нуклонах». 28 ноября этого же года учёный ушёл из жизни от онкологического заболевания.

Итальянский физик Энрико Ферми являлся членом множества академий наук и принимал всемерное участие в деятельности мирового учёного сообщества, выступая на конференциях и съездах. В его честь назван элемент таблицы Менделеева — фермий, имя легендарного физика носит множество современных научных центров, занимающихся изучением физических явлений.

Источник: calculator888.ru

  • Главная
  • Известные личности
  • Знаменитые физики
  • Энрико Ферми

Энрико Ферми (1901-1954) — виднейший итальянский физик, один из создателей ядерной и нейтронной физики, основатель научных школ в Италии и США, иностранный член-корреспондент АН СССР (1929). Автор многочисленных работ в области квантовой теории и физики элементарных частиц.

В 1938 году эмигрировал в США. Разработал квантовую статистику (статистика Ферми — Дирака; 1925 год), теорию бета-распада (1934). Открыл с сотрудниками искусственную радиоактивность, вызванную нейтронами, замедление нейтронов в веществе (1934). Построил первый ядерный реактор и первым осуществил в нем (2 декабря 1942 года) цепную ядерную реакцию. Нобелевская премия (1938 год).

Детство и юность

Энрико Ферми родился 29 сентября 1901 года, в Риме в семье служащего. Хотя дома никто не побуждал его заниматься науками, он еще в детстве проявлял большой интерес к математике и к физике. Большое благотворное влияние на юношу оказал коллега его отца, инженер Амидей, который впоследствии очень подробно поведал о первых шагах Энрико в науке. Он многое изучал самостоятельно по книгам. В тринадцать лет будущий физик за три дня изучил учебник по проективной геометрии, прорешав все 200 имевшихся там задач, проштудировал несколько книг по различным разделам математики и теоретической механики.

Летом 1918 года, пройдя трехгодичный курс лицея за два года, Энрико Ферми получил диплом и встал вопрос, где продолжить учебу. Его особенно привлекала физика, по которой он прочитал больше всего книг, в том числе, огромные тома курса физики русского профессора Ореста Данииловича Хвольсона, в которых подробно описывались многочисленные экспериментальные установки.


Можно было поступить в Римский университет, но семнадцатилетний Энрико остановил свой выбор на университете в Пизе. Для поступления туда ему нужно было пройти конкурс в Нормальную школу в Пизе и впоследствии совмещать учебу в ней с посещением лекций в университете. Ферми не только выдержал конкурс, но и вышел в нем на первое место. Впоследствии, в 1934 году Э. Ферми писал: «Когда я поступил в университет, классическую физику и теорию относительности я знал так же, как и теперь».

Во многом, как и прежде, Ферми оставался самоучкой, к его учебе по книгам преподаватели мало что могли добавить. Он выработал весьма эффективную систему самостоятельных занятий, в чем можно убедиться по его тогдашним конспектам. Феноменальная память позволяла ему также быстро изучать иностранные языки.

Исключительные способности Энрико Ферми скоро были замечены не только студентами, но и преподавателями. В 1920 году он уже в присутствии ряда профессоров читал лекцию о квантовой теории (почти неизвестной тогда в Италии) в Физическом институте. Тогда же появились его первые исследования в области электродинамики и теории относительности. В воспоминаниях Энрико Персико, будущего профессора Римского университета, с которым Ферми поддерживал тесную дружбу с 14 лет, есть следующие строки о том, как тот работал: «Его метод изучения книги всегда состоял в том, что из книги он брал только данные проблемы и результаты опыта, сам обрабатывал их и затем сравнивал свои результаты с результатами автора. Иногда при проведении такой работы он ставил новые проблемы и решал их, или даже поправлял ошибочные, хотя и общепринятые решения». В качестве диссертационных дипломных работ тогда допускались только экспериментальные. Ферми защищал работу по оптике рентгеновских лучей. В 1922 году он блестяще оканчил университет и Высшую Нормальную школу.

Поддержка сенатора Корбино

Несмотря на все успехи Энрико Ферми, ему не могли предложить работы в Пизанском университете. Он вернулся в Рим, где вскоре состоялось его знакомство с сенатором профессором Орсо Марио Корбино, директором Физического института Римского королевского университета, который сам в молодости проявил себя как блестящий физик-экспериментатор. Корбино очень быстро оценил двадцатилетнего Ферми и принял его под покровительство, дал ему временную работу в качестве преподавателя математики для студентов-химиков Римского университета и обещал при первой возможности сделать его постоянным сотрудником. Ферми считал Корбино своим вторым отцом.

В Италии в то время не было крупной теоретической школы, и поэтому для Ферми явилась большой удачей возможность поехать в 1923 году в Геттинген, где работал немецкий физик Макс Борн. Как это ни странно, общение с Борном и его блистательными учениками и сотрудниками не принесло, по словам самого Ферми, ему особенной пользы. Причиной тому могли быть привычка Ферми работать в одиночку и отсутствие у него тогда уверенности в себе, которую ему дало впоследствии общение с физиком-теоретиком Паулем Эренфестом, на обучении у которого в Голландии Ферми находился с сентября по декабрь 1924 года.

После возвращения в 1923 в Римский университет Ферми один год читал курс математики для химиков и естественников, а после возвращения в 1924 от Эренфеста, приступил к преподаванию как временный профессор во Флорентийском университете.

Признание теоретиков

Одной из серьезных заслуг Ферми, начавшего преподавать в Италии, явилось быстрое формирование получившей в дальнейшем заслуженную известность итальянской школы теоретической физики. Как вспоминали впоследствии бывшие его ученики, это происходило как бы исподволь. После занятий собирались в кабинете Ферми и начиналось обсуждение заданного кем-то вопроса, часто не связанного непосредственно с тем, что только что было на занятиях. Ответ Энрико Ферми часто превращался в импровизированную лекцию. По воспоминаниям тогдашних учеников Ферми, «скорость формирования молодого физика в этой школе была невероятной». Ферми учил не только физике в прямом смысле этого слова: собственным примером «он учил страстно любить физику, равно как и понимать дух и этику этой науки». Ферми не любил предлагать темы для дипломных работ, справедливо считая, что во всех отношениях полезнее, если студент сам выберет интересную для него задачу.

Задачи же, которые тогда увлекали самого Ферми, стали вскоре научной классикой. В декабре 1925 года он независимо от английского физика Поля Дирака разработал статистику частиц с полуцелым спином — для них даже привилось название «фермионы» — ставшую одной из основ физики элементарных частиц, развивал эффективный приближенный метод расчетов многоэлектронных атомов (в квантовой, как и в классической механике задачи многих тел физики умеют решать лишь приближенно). В Рим, становившийся новым центром теоретической физики, все чаще стали приезжать коллеги из-за рубежа.

Профессура в Риме

Осенью 1926 года, заняв первое место на конкурсе, Э.Ферми стал штатным профессором на созданной в Римском университете кафедре теоретической физики. Об этом периоде его жизни в книге российского физика Бруно Максимовича Понтекорво написано: «Личная жизнь Ферми с того времени, когда он обосновался в Риме, протекала спокойно и благополучно в течение нескольких лет, примерно до 1936 года. Он женился в 1928 году на синьоре Лауре Капон; это событие десять лет спустя стало одной из причин того, что Ферми вместе с семьей покинул родину. В 1929 году Ферми был несколько неожиданно избран… членом Королевской академии Италии. Это была новая академия, созданная Бенито Муссолини для увеличения престижа фашистского режима. Члены академии получали довольно значительное вознаграждение. Избрание в академию заметно увеличило доходы Энрико Ферми, принесло звание «его превосходительства» и довольно смешной мундир».

В 1932 году Ферми избирается членом-корреспондентом старейшей итальянской Национальной академии Линчеи. «Ферми вел размеренную жизнь и почти никогда не изменял своим привычкам. Творческой работой он занимался с половины шестого утра до половины восьмого,… в институт приезжал не позже девяти утра». Лето он, если не отдыхал в Альпах, проводил за границей, где читал лекции, становившиеся вскоре основой его новых книг. Так появились «Квантовая теория излучения» и «Термодинамика» по лекциям, прочитанным в Мичиганском и Колумбийском университетах.

В числе ведущих физиков мира, Энрико Ферми в 1933 году участвовал в Брюсселе в работе Сольвеевского конгресса по ядерной физике. К тому времени начатые им недавно работы по физике нейтронов уже получили известность. Но особенно высоко были оценены его работы 1933, в которых излагалась развитая им теория бета-распада.

Физика нейтронов все полнее захватывала Ферми. В 1934 году он получил первые радиоактивные изотопы при облучении веществ нейтронами. Годом позже он открыл эффект замедления нейтронов, которому суждено было в дальнейшем сыграть важнейшую роль в ядерной физике и технике. За работы по физике нейтронов Ферми в 1938 году была вручена Нобелевская премия в Стокгольме, откуда он уже не вернулся в Италию, а вместе с семьей уехал в Нью-Йорк. Так началась жизнь в Америке.

Жизнь Энрико Ферми В Америке

Для эмиграции у ученого были веские основания. Политический климат в фашистской Италии стал заметно ухудшаться с 1936 года, в частности, начали появляться антисемитские законы, которые могли угрожать жене Ферми, итальянке еврейского происхождения. В январе 1939 года Ферми поступает на работу в Колумбийский университет и приступает к исследования реакции деления ядер. Эта ядерная реакция, открытая в 1938 году немецким радиохимиком Отто Ганом и Штрассманом, заняла в дальнейшем ключевое место в ядерной физике. Но тогда еще никто не знал о том, к каким военным, политическим и экономическим последствиям приведет изучение этой проблемы, и Ферми воспринял ее просто как интересное физическое явление. Этический аспект науки, по-видимому, не очень интересовал Ферми, который был равнодушен ко многому, что лежит за пределами физики, в том числе, и к политике. Рассказывают (хотя в это трудно поверить), что когда ему сообщили об атомных бомбардировках Хиросимы и Нагасаки, он не удержался от страшного в своем цинизме замечания: «А все-таки это была прекрасная физика…».

Весной 1942 года Энрико Ферми переезжает в Чикаго, где разворачиваются работы по исследованию цепных ядерных реакций (Манхэттенский проект). В декабре возглавляемая им экспериментальная группа сумела получить в первом ядерном реакторе такую самоподдерживающуюся реакцию. Путь к ядерному оружию был открыт. В 1944 году Ферми переехал в Лос-Аламос, где велись основные работы, а в июле 1945 года он уже принимал участие в испытании первой атомной бомбы.

В 1946 году Э. Ферми стал сотрудником созданного в Чикаго Института ядерных исследований. Последние годы его жизни были посвящены физике высоких энергий. Он выдвинул гипотезу о происхождении космических лучей высоких энергий, в 1950 году выступил со статистической теорией множественного образования мезонов. 1952 год отмечен его новым вкладом в физику элементарных частиц — открытием первого адронного резонанса.

В 1950 году Энрико был избран иностранным членом Лондонского Королевского, а в 1953 году — президентом Американского физического общества. Год спустя вышла его последняя книга «Лекции о пи-мезонах и нуклонах». Ферми был членом многих иностранных академий и научных обществ, в его честь назван сотый элемент таблицы Менделеева — фермий, его имя после его кончины осталось в названиях ряда научных центров, в его трудах и в памяти многих людей.

Энрико Ферми умер 28 ноября 1954 года, в Чикаго

Источник: calcsbox.com

Enrico fermi
Биография Фотогалерея

Итало-американский физик Энрико Ферми родился в Риме. Он был младшим из трех детей железнодорожного служащего Альберте Ферми и урожденной Иды де Гаттис, учительницы. Еще в детстве Ф. обнаружил большие способности к математике и физике. Его выдающиеся познания в этих науках, приобретенные в основном в результате самообразования, позволили ему получить в 1918 г. стипендию и поступить в Высшую нормальную школу при Пизанском университете. Уже через четыре года, в 1922 г., Ф. получил докторскую степень по физике с отличием за работу по экспериментальному исследованию рентгеновских лучей.

По возвращении в Рим Ф. получил от итальянского правительства стипендию, позволившую ему продолжать изучение современной физики в Германии, у Макса Борна, возглавлявшего в то время отделение теоретической физики Геттингенского университета, и в Голландии, у Пауля Эренфеста в Лейденском университете. Эренфест поддержал юного Ф.

В 1924 г. Ф. приступил к чтению лекций по математической физике и механике во Флорентийском университете. В первые годы его исследования затрагивали проблемы общей теории относительности Альберта Эйнштейна, статистической механики, квантовой теории и теории электронов в твердом теле. В 1926 г. им была разработана новая разновидность статистической механики, подсказанная принципами запрета Вольфганга Паули. Она позволяла успешно описывать поведение электронов, а позднее была применена к протонам и нейтронам. Статистика Ф. позволила лучше понять электропроводность металлов и привела к построению более эффективной модели атома.

Когда в Римском университете в 1927 г. была учреждена первая кафедра теоретической физики, Ф., успевший обрести международный авторитет, был избран ее главой. В Риме Ф. сплотил вокруг себя несколько выдающихся ученых и основал первую в Италии школу современной физики. В международных научных кругах ее стали называть группой Ферми. Через два года Ф. был назначен Бенито Муссолини на почетную должность члена вновь созданной Королевской академии Италии.

В начале 30-х гг. Ф. перенес свое внимание с внешних электронов атома на атомное ядро. В 1933 г. он предложил теорию бета-распада, позволившую объяснить, каким образом ядро спонтанно испускает электроны и роль нейтрино-частиц, лишенных электрического заряда и не поддававшихся тогда экспериментальному обнаружению. Существование таких частиц было постулировано Паули, а название придумано Ф. (Нейтрино было экспериментально обнаружено в 1956 г.). Теория бета-распада Ф. затрагивала новый тип сил, получивших название слабого взаимодействия. Такие силы действуют между нейтронами и протонами в ядре и обусловливают бета-распад, По интенсивности слабое взаимодействие значительно уступает сильному, удерживающему вместе нуклоны – частицы, из которых состоит ядро. Статья Ф. о бета-распаде была отвергнута из-за своей новизны английским журналом «Нейче», но опубликована в итальянском и в немецком журналах. Опираясь на высказанные Ф. идеи, Хидеки Юкава предсказал в 1935 г. существование новой элементарной частицы, известной ныне под названием пи-мезона, или пиона.

В 20-х гг. было принято считать, что атом содержит два типа заряженных частиц: отрицательные электроны, которые обращаются вокруг ядра из положительных протонов. Физиков интересовало, может ли ядро содержать частицу, лишенную электрического заряда. Эксперименты по обнаружению электронейтральной частицы достигла кульминации в 1932 г., когда Джеймс Чедвик открыл нейтрон, в котором физики, в особенности Вернер Гейзенберг, почти сразу признали ядерного партнера протона. Ф. по достоинству оценил значение нейтрона как мощного средства инициирования ядерных реакций. Экспериментаторы пытались бомбардировать атомы заряженными частицами, но для преодоления электрического отталкивания заряженные частицы необходимо разгонять на мощных и дорогих ускорителях. Налетающие электроны отталкиваются атомными электронами, а протоны и альфа-частицы – ядром так, как отталкиваются одноименные электрические заряды. Поскольку нейтрон не имеет электрического заряда, необходимость в ускорителях отпадает.

Значительный прогресс был достигнут в 1934 г., когда Фредерик Жолио и Ирен Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность. Бомбардируя ядра бора и алюминия альфа-частицами, они впервые создали новые радиоактивные изотопы известных элементов. Продолжая начатую этими исследованиями работу, Ф. и его сотрудники в Риме принялись бомбардировать нейтронами каждый элемент периодической таблицы в надежде получить новые радиоактивные изотопы с помощью присоединения нейтронов к ядрам. Первого успеха удалось достичь при бомбардировке фтора. Методически бомбардируя все более тяжелые элементы, Ф. и его группа получили сотни новых радиоактивных изотопов. При бомбардировке урана – 92-го элемента, самого тяжелого из встречающихся в природе, они получили сложную смесь изотопов. Химический анализ не обнаружил в ней ни изотопов урана, ни изотопов соседнего элемента (более того, результаты анализа исключали присутствие всех элементов с номерами от 86 до 91). Возникло подозрение, что экспериментаторам впервые удалось получить новый искусственный элемент с атомным номером 93. К неудовольствию Ф., директор лаборатории Орсо Корбино, не дожидаясь контрольных анализов, объявил об успешном синтезе 93-го элемента. В действительности же Ф. не удалось его получить. Но он, сам того не зная, вызвал деление урана, расщепив тяжелое ядро на два или большее число осколков и других фрагментов. Деление урана было открыто в 1938 г. Отто Ганом, Лизе Майтнер и Фритцем Штрассманом.

В 1935 г., через несколько месяцев после начала экспериментов, Ф. и его сотрудники обнаружили, что если нейтроны замедлить, пропуская через воду и парафин, то они более эффективно инициируют ядерные реакции. Замедление нейтронов обусловлено их столкновениями с ядрами водорода (протонами), в больших количествах содержащихся в этих средах. При столкновениях нейтронов и протонов значительная часть энергии нейтронов теряется, так как массы этих частиц почти равны. Столь же большая передача энергии наблюдается при столкновениях бильярдных шаров с одинаковыми массами.

Тем временем в Италии все большую силу набирала фашистская диктатура Муссолини. В 1935 г. итальянская агрессия против Эфиопии привела к экономическим санкциям со стороны членов Лиги Наций, а в 1936 г. Италия заключила союз с нацистской Германией. Группа Ф. в Римском университете начала распадаться. После принятия итальянским правительством в сентябре 1938 г. антисемитских гражданских законов Ф. и его жена, еврейка по национальности, решили эмигрировать в США. Приняв приглашение Колумбийского университета занять должность профессора физики, Ф. информировал итальянские власти о том, что он уезжает в Америку на полгода.

В 1938 г. Ф. была присуждена Нобелевская премия по физике. В решении Нобелевского комитета говорилось, что премия присуждена Ф. «за доказательства существования новых радиоактивных элементов, полученных при облучении нейтронами, и связанное с этим открытие ядерных реакций, вызываемых медленными нейтронами». «Наряду с выдающимися открытиями Ф. всеобщее признание получили его искусство экспериментатора, поразительная изобретательность и интуиция… позволившая пролить новый свет на структуру ядра и открыть новые горизонты для будущего развития атомных исследований», – заявил, представляя лауреата, Ханс Плейель из Шведской королевской академии наук.

Во время церемонии вручения премии, состоявшейся в декабре 1938 г. в Стокгольме, Ф. обменялся рукопожатием с королем Швеции, вместо того чтобы приветствовать того фашистским салютом, за что подвергся нападкам в итальянской печати. Сразу же после торжеств Ф. отправился за океан. По прибытии в Соединенные Штаты, Ф., как и всем эмигрантам того времени, пришлось пройти тест на проверку умственных способностей. Нобелевского лауреата попросили сложить 15 и 27 и разделить 29 на 2.

Вскоре после того, как семейство Ф. высадилось в Нью-Йорке, в США из Копенгагена прибыл Нильс Бор, чтобы провести несколько месяцев в принстонском Институте фундаментальных исследований. Бор сообщил об открытии Ганом, Майтнер и Штрассманом расщепления урана при бомбардировке его нейтронами. Многие физики начали обсуждать возможность цепной реакции. Если всякий раз, когда нейтрон расщепляет атом урана, испускались новые нейтроны, то они могли бы, сталкиваясь с другими атомами урана, порождать новые нейтроны и тем самым вызвать незатухающую цепную реакцию. Так как при каждом делении урана высвобождается большое количество энергии, цепная реакция могла бы сопровождаться колоссальным ее выделением. Если бы удалось «взнуздать» цепную реакцию, то уран стал бы взрывчатым веществом неслыханной силы, с целью осуществить цепную реакцию Ф. приступил к планированию экспериментов, которые позволили бы определить, возможна ли такая реакция и управляема ли она.

На переговорах с Управлением военно-морского флота в 1939 г. Ф. впервые упомянул о возможности создания атомного оружия на основе цепной реакции с мощным выделением энергии. Он получил федеральное финансирование для продолжения своих исследований. В ходе работы Ф. и итальянский физик Эмилио Сегре, бывший его студент, установили возможность использования в качестве «взрывчатки» для атомной бомбы тогда еще не открытого элемента плутония. Хотя плутоний (Pu), элемент с порядковым номером 94, еще не был известен, оба ученых были убеждены в том, что элемент с массовым числом 239 (239Pu) должен расщепляться и может быть получен в урановом реакторе при захвате нейтрона ураном-238.

В 1942 г., когда в США был создан Манхэттенский проект для работ по созданию атомной бомбы, ответственность за исследование цепной реакции и получение плутония была возложена на Ф., имевшего с юридической точки зрения статус «иностранца – подданного враждебной державы». На следующий год исследования были перенесены из Колумбийского в Чикагский университет, в котором Ф. как председатель подсекции теоретических аспектов Уранового комитета руководил созданием первого в мире ядерного реактора, который строился на площадке для игры в сквош под трибунами университетского футбольного стадиона Стэгг-Филд.

Воздвигаемый реактор на техническом жаргоне называли «кучей», так как он был сложен из брусков графита (чистого углерода), которые должны были сдерживать скорость цепной реакции (замедлять нейтроны). Уран и оксид урана размещались между графитовыми брусками. 2 декабря 1942 г. кадмиевые регулирующие стержни, поглощающие нейтроны, были медленно выдвинуты, чтобы запустить первую в мире самоподдерживающуюся цепную реакцию. «Было ясно, – писал впоследствии Джон Кокрофт, – что Ф. открыл дверь в атомный век». Несколько позднее Ф. был назначен руководителем отдела современной физики в новой лаборатории, созданной под руководством Роберта Оппенгеймера для создания атомной бомбы в строго засекреченном местечке Лос-Аламосе (штат Нью-Мексико). Ф. и его семья стали гражданами Соединенных Штатов в июле 1944 г., а в следующем месяце они переехали в Лос-Аламос. Ф. был свидетелем первого взрыва атомной бомбы 16 июля 1945 г. близ Аламогордо (штат Нью-Мексико). В августе 1945 г. атомные бомбы были сброшены на японские города Хиросима и Нагасаки.

В конце войны Ф. вернулся в Чикагский университет, чтобы занять пост профессора физики и стать сотрудником вновь созданного при Чикагском университете Института ядерных исследований. Ф. был великолепным педагогом и славился как непревзойденный лектор. Среди его аспирантов можно назвать Марри Гелл-Манна, Янга Чжэньнина, Ли Цзун-дао и Оуэна Чемберлена. После завершения в 1945 г. в Чикаго строительства циклотрона (ускорителя частиц) Ф. начал эксперименты по изучению взаимодействия между незадолго до того открытыми пи-мезонами и нейтронами. Ф. принадлежит также теоретическое объяснение происхождения космических лучей и источника их высокой энергии.

В 1928 г. Ф. вступил в брак с Лаурой Капон, принадлежавшей к известной в Риме еврейской семье. У супругов Ферми родились сын и дочь. Человек выдающегося интеллекта и безграничной энергии, Ф. увлекался альпинизмом, зимними видами спорта и теннисом. Он умер от рака желудка у себя дома в Чикаго вскоре после того, как ему исполнилось пятьдесят три года. На следующий год в честь него новый, 100-й элемент был назван фермием.

Ф. был избран членом Национальной академии наук США (1945), почетным членом Эдинбургского королевского общества (1949) и иностранным членом Лондонского королевского общества (1950). Президентом США Ф. был назначен членом Генерального консультативного комитета Комиссии по атомной энергии (1946…1950). Он был вице-президентом (1952) и президентом (1953) Американского физического общества. Помимо Нобелевской премии, Ф. был удостоен золотой медали Маттеуччи Национальной академии наук Италии (1926), медали Хьюза Лондонского королевского общества (1943), гражданской медали «За заслуги» правительства Соединенных Штатов Америки (1946), медали Франклина Франклиновского института (1947), золотой медали Барнарда за выдающиеся научные заслуги Колумбийского университета (1950) и первой премии Ферми, присужденной Комиссией по атомной энергии Соединенных Штатов Америки (1954). Он был почетным доктором многих высших учебных заведений, в том числе Вашингтонского и Йельского университетов, Рокфордского колледжа. Гарвардского и Рочестерского университетов.

Источник: nobeliat.ru

Юношество и молодые годы Ферми

Родился герой нашей истории в Риме 29 сентября 1901 года в простой итальянской семье. В его семье было ещё двое детей, кроме Энрико: старшая сестра и старший брат Джулио, с которым они были очень дружны. Мальчики с детства проводили физические опыты и конструировали электромоторы. К сожалению, в 1915 году Джулио скончался из-за неудачной сложной медицинской операции. После этого характер Ферми сильно изменился: мальчик стал более замкнутым, тратил всё свободное время на чтение книг по физике и математике. Это вскоре было замечено его отцом, который вовремя смог помочь сыну развить интерес к точным наукам, подбирая ему научную литературу. Юноша успешно прошёл экзамены в Высшую Нормальную Школу, находившуюся в Пизе и спустя 4 года, получив отличное образование, с успехом её окончил, после чего в Пизанском университете получил степень за изучение рентгеновских лучей.

Enrico fermi

Ферми был на стажировке во многих университетах, у многих талантливых учёных, тем самым нарабатывая большой опыт. В 1925 году он начинает преподавать в Римском университете и в этом же году открывает частицы с полуцелым спином, которые позже были названы фермионами. Буквально в следующем году ферми был поставлен профессором Римского университета.

«Римский» период жизни Энрико Ферми

Стоит отметить, что данный период его жизни был наиболее плодотворным. Например, в 1929-1930 года молодой профессор разработал основные правила квантования электромагнитного поля, чем внёс весьма значимый вклад в развитие квантовой электродинамики. Удивительно, но уже в 27 лет он становится членом знаменитой Королевской Академии Наук Италии. Примерно с 1932 года Энрико начинает работать в сфере ядерной физики и, уже через два года, создаёт начальную количественную теорию бета-распада, которая в последствии, хоть и оказалась отчасти ошибочной, но положила основу теории слабых взаимодействий элементарных частиц.

Enrico fermi

Несомненно, Энpико Ферми обогатил данную сферу науки, поэтому совершенно не странно, что большое число понятий в этом разделе физики носит его имя, например, существует константа Ферми, правило отбора Ферми и химический элемент «Фермий». В 1928 году Энрико Ферми женился на еврейке Лауре Капон, и у счастливых мужа и жены родилось двое детей Нелла и Джулио. Как и многие ученые того времени он был членом фашистской партии.

Получение нобелевской премии и переезд в США

Научные достижения одарённого учёного поражали многих научных деятелей, и в 1938 году Ферми был отмечен Нобелевской премией за работы по получению радиоактивных элементов. Данные труды не только были высоко отмечены многими учёными, но и фактически положили начало современной науке – нейтронной физике. Для получения премии семья Энрико поехала в Стокгольм, а после они решили не возвращаться в Италию, из-за ужесточения положения евреев в стране и поехали в Соединённые Штаты Америки, где Ферми поступило сразу 5 предложений занять профессорские должности в разных университетах.

Enrico fermi

Успешная карьера ждала физика в Америке. Учёный ответил на приглашение Колумбийского Университета, находившегося в Нью–Йорке. Таким образом Энрико Ферми и вся его семья эмигрировали в США, приняв Американское гражданство в 1944 году. Именно этот период жизни великого учёного ознаменован научными достижениями в области ядерных реакций, так как именно в Америке Ферми создал ядерный реактор.

Создание ядерного реактора

Ферми высказал идею о том, что при делении уранового ядра число образовавшихся нейтронов может быть больше числа поглощённых, а как следствие, это может привести к цепной реакции. Изучение дало результат, хоть он и был довольно неопределённым. После работы с урановым ядром Энрико перешёл к работе в другой системе – Ураново-графитной. Летом 1941 года началась череда испытаний, в общей сложности около тридцати, и к лету 1942 года была определена величина размножения нейтронов.

Enrico fermi

Данная величина оказалась больше единицы, что свидетельствовало о положительном результате, наличии цепной реакции. Это означало, что в довольно большой графитно-урановой решётке можно получить качественную цепную реакцию, а это, в свою очередь, ознаменовало начало проектирования ядерного реактора. Обработанные данные были направлены для создания реактора, строительство которого началось в Чикаго и было закончено 2 декабря 1942. Данный реактор продемонстрировал самоподдерживающуюся цепную реакцию. Труды лаборатории были инициированы правительством в военных целях. Так был создан первый в мире ядерный реактор.
 

 

Источник: www.kakprosto.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.