Енріко Фермі
ФЕРМІ (Fermi), Енріко
Після повернення до Риму Фермі отримав від італійського уряду стипендію, яка дозволила йому продовжувати вивчення сучасної фізики в Німеччині, у Макса Борна, який очолював на той час відділення теоретичної фізики Геттінгенського університету, і в Голландії, у Пауля Еренфеста в Лейденському університеті. Еренфест підтримав юного Фермі.
У 20-х роках. було прийнято вважати, що атом містить два типи заряджених частинок: негативні електрони, що обертаються навколо ядра з позитивних протонів. Фізиків цікавило, чи ядро може містити частинку, позбавлену електричного заряду. Експерименти з виявлення електронейтральної частки досягли кульмінації в 1932 р., коли Джеймс Чедвік відкрив нейтрон, в якому фізики, особливо Вернер Гейзенберг, майже відразу визнали ядерного партнера протона. Фермі гідно оцінив значення нейтрону як потужного засобу ініціювання ядерних реакцій. Експериментатори намагалися бомбардувати атоми зарядженими частинками, але для подолання електричного відштовхування заряджені частинки необхідно розганяти потужними і дорогими прискорювачами. Налітаючі електрони відштовхуються атомнимиелектронами, а протони та альфа-частинки – ядром так, як відштовхуються однойменні електричні заряди. Оскільки нейтрон немає електричного заряду, необхідність у прискорювачах відпадає.
Значного прогресу було досягнуто 1934 р., коли Фредерік Жоліо та Ірен Жоліо-Кюрі відкрили штучну радіоактивність. Бомбардуючи ядра бору та алюмінію альфа-частинками, вони вперше створили нові радіоактивні ізотопи відомих елементів. Продовжуючи розпочату роботу дослідження, Фермі та його співробітники в Римі почали бомбардувати нейтронами кожен елемент періодичної таблиці, сподіваючись отримати нові радіоактивні ізотопи за допомогою приєднання нейтронів до ядрів. Першого успіху вдалося досягти під час бомбардування фтору. Методично бомбардуючи все важчі елементи, Фермі та його група отримали сотні нових радіоактивних ізотопів. При бомбардуванні урану - 92-го елемента, найважчого з природи, що зустрічаються, вони отримали складну суміш ізотопів. Хімічний аналіз не виявив у ній ні ізотопів урану, ні ізотопів сусіднього елемента (більше того, результати аналізу виключали присутність всіх елементів з номерами від 86 до 91). Виникла підозра, що експериментаторам вперше вдалося отримати новий штучний елемент з атомним номером 93. До невдоволення Фермі, директор лабораторії Орсо Корбіно, не чекаючи на контрольні аналізи, оголосив про успішний синтез 93-го елемента. Насправді Фермі не вдалося його отримати. Але він, сам того не знаючи, викликав поділ урану, розщепивши важке ядро на два чи більше осколків та інших фрагментів. Розподіл урану було відкрито 1938 р. Отто Ганом, Лізі Майтнер і Фрітцем Штрассманом.
У 1938 р. Фермі було присуджено Нобелівську премію з фізики. У рішенні Нобелівського комітету говорилося, щопремію присуджено Фермі «за докази існування нових радіоактивних елементів, отриманих при опроміненні нейтронами, і пов'язане з цим відкриття ядерних реакцій, що викликаються повільними нейтронами». «Поряд із видатними відкриттями Фермі загальне визнання отримали його мистецтво експериментатора, вражаюча винахідливість та інтуїція. що дозволила пролити нове світло на структуру ядра та відкрити нові горизонти для майбутнього розвитку атомних досліджень», – заявив, представляючи лауреата, Ханс Плейель із Шведської королівської академії наук.
Незабаром після того, як сімейство Фермі висадилося в Нью-Йорку, до США з Копенгагена прибув Нільс Бор, щоб провести кілька місяців у Прінстонському Інституті фундаментальних досліджень. Бор повідомив про відкриття Ганом, Майтнер і Штрассманом розщеплення урану під час бомбардування його нейтронами. Багато фізиків почали обговорювати можливість ланцюгової реакції. Якщо щоразу, коли нейтрон розщеплює атом урану, випускалися нові нейтрони, вони могли б, зіштовхуючись коїться з іншими атомами урану, породжувати нові нейтрони і цим викликати незатухающую ланцюгову реакцію. Так як при кожному розподілі урану вивільняється велика кількість енергії, ланцюгова реакція могла б супроводжуватися її колосальним виділенням. Якби вдалося «спізнати» ланцюгову реакцію, то уран став би вибуховою речовиною нечуваної сили, з метою здійснити ланцюгову реакцію Фермі приступив до планування експериментів, які б дозволили визначити, чи можлива така реакція і чи керована вона.
На переговорах з Управлінням військово-морського флоту 1939 р. Фермі вперше згадав про можливість створення атомної зброї на основі ланцюгової реакції з потужним виділенням енергії. Він одержав федеральне фінансування для продовження своїх досліджень. В ході роботиФермі та італійський фізик Еміліо Сегре, колишній його студент, встановили можливість використання як «вибухівки» для атомної бомби тоді ще не відкритого елементу плутонію. Хоча плутоній (Pu), елемент з порядковим номером 94, ще не був відомий, обидва вчені були переконані в тому, що елемент з масовим числом 239 (239 Pu) повинен розщеплюватися і може бути отриманий в реакторі урановому при захопленні нейтрону ураном-238.
У 1942 р., коли в США був створений Манхеттенський проект для робіт із створення атомної бомби, відповідальність за дослідження ланцюгової реакції та отримання плутонію була покладена на Фермі, який мав з юридичного погляду статус «іноземця – підданого ворожої держави». На наступний рік дослідження були перенесені з Колумбійського до університету Чикаго, в якому Фермі як голова підсекції теоретичних аспектів Уранового комітету керував створенням першого в світі ядерного реактора, який будувався на майданчику для гри в сквош під трибунами університетського футбольного стадіону Стегг-Філд.
Наприкінці війни Фермі повернувся до університету Чикаго, щоб зайняти посаду професора фізики і стати співробітником новоствореного при університеті Чикаго Інституту ядерних досліджень. Фермі був чудовим педагогом і славився як неперевершений лектор. Серед його аспірантів можна назвати Маррі Гелл-Манна, Янга Чженьніна, Лі Цзун-дао та Оуена Чемберлена. Після завершення в 1945 р. в Чикаго будівництва циклотрону (прискорювача частинок) Фермі розпочав експерименти з вивчення взаємодії між незадовго до того відкритими пі-мезонами та нейтронами. Фермі належить також теоретичне пояснення походження космічних променів та джерела їхньої високої енергії.
У 1928 р. Фермі одружився з Лаурою Капон, що належала до відомої вРим єврейської сім'ї. У подружжя Фермі народилися син та дочка. Людина видатного інтелекту та безмежної енергії, Фермі захоплювався альпінізмом, зимовими видами спорту та тенісом. Він помер від раку шлунка вдома в Чикаго невдовзі після того, як йому виповнилося п'ятдесят три роки. Наступного року на честь нього новий, 100-й елемент був названий фермієм.
Фермі був обраний членом Національної академії наук США (1945), почесним членом Единбурзького королівського товариства (1949) та іноземним членом Лондонського королівського товариства (1950). Президентом США Фермі був призначений членом Генерального консультативного комітету Комісії з атомної енергії (1946–1950). Він був віце-президентом (1952) та президентом (1953) Американського фізичного товариства. Крім Нобелівської премії, Фермі був удостоєний золотої медалі Маттеучі Національної академії наук Італії (1926), медалі Х'юза Лондонського королівського товариства (1943), громадянської медалі «За заслуги» уряду Сполучених Штатів Америки (1946), медалі Франкліна Франкліновського інституту медалі Барнарда за видатні наукові заслуги Колумбійського університету (1950) та першу премію Фермі, присуджену Комісією з атомної енергії Сполучених Штатів Америки (1954). Він був почесним доктором багатьох вищих навчальних закладів, у тому числі Вашингтонського та Єльського університетів, Рокфордського коледжу. Гарвардського та Рочестерського університетів.
Лауреати Нобелівської премії Енциклопедія. Пров. з англ. - М.: Прогрес, 1992.