Энрико Ферми

Виконав студент МФ Танасйчук О.В. Переврив 2004 тало-американський фзик Енрко Ферм народився в Рим. Вн був молодшим з трьох дтей залзничного службовця Альберт Ферм й уроджено ди де Гаттс, вчительки. Ще в дитинств Ферм знайшов велик здбност до математики фзики. Його видатн пзнання в цих науках, придбан в основному в результат самоосвти, дозволили йому одержати в 1918 р. стипендю надйти у Вищу нормальну школу при Пзанському унверситет.Вже через чотири роки, у 1922 р Ферм одержав докторський ступнь по фзиц з вдмннстю за роботу з експериментального дослдження рентгенвських променв.

Псля повернення до Рима Ферм одержав вд талйського уряду стипендю, що дозволила йому продовжувати вивчення сучасно фзики в Нмеччин, у Макса Борна, що возглавляли в той час вддлення теоретично фзики Геттингенського унверситету, в Голланд, у Пауля Еренфеста в Лейденському унверситет.Еренфест пдтримав юного Ферм. У 1924 р. Ферм приступив до читання лекцй по математичнй фзиц механц у Флорентйському унверситет.

В перш роки його дослдження торкалися проблеми загально теор вдносност Альберта Ейнштейна, статистично механки, квантово теор теор електронв у твердому тл. У 1926 р. ним був розроблений новий рзновид статистично механки, пдказана принципами заборони Вольфганга Паул. Вона дозволяла успшно описувати поводження електронв, а пзнше була застосована до протонв нейтронв. Статистика Ферм дозволила краще зрозумти електропровднсть металв привела до побудови бльш ефективно модел атома.Коли в Римському унверситет в 1927 р. була заснована перша кафедра теоретично фзики, Ферм, що встиг знайти мжнародний авторитет, був обраний главою.

У Рим Ферм згуртував навколо себе клька видатних вчених заснував першу в тал школу сучасно фзики. У мжнародних наукових колах стали називати групою Ферм. Через два роки вн був призначений Бенто Муссолн на почесну посаду члена знову створено Королвсько академ тал. На початку 30-х рр. Ферм перенс свою увагу з зовншнх електронв атома на атомне ядро. У 1933 р. вн запропонував теорю бета-розпаду, що дозволила пояснити, яким образом ядро спонтанне випуска електрони роль нейтрино-часток, позбавлених електричного заряду не пддавалися тод експериментальному виявленню. снування таких часток було постульовано Паул, а назва придумана Ферм Нейтрино бути експериментально виявлене в 1956 р Теоря бета-розпаду торкалася нового типу сил, що одержали назву слабко взамод.

Так сили дють мж нейтронами протонами в ядр й обумовлюють бета-розпад.По нтенсивност слабка взамодя значно уступа сильному, утримуючому разом нуклони частки, з яких складаться ядро. Стаття Ферм про бета-розпад була вдкинута через свою новизну англйським журналом Нейче, але опублкована в талйському й у нмецькому журналах.

Спираючи на висловлен Ферм де, Хдеки Юкава пророчив у 1935 р. снування ново елементарно частки, вдомо нин за назвою п-мезона, чи пвон. У 20-х рр. було прийнято вважати, що атом мстить два типи заряджених часток негативн електрони, що звертаються навколо ядра з позитивних протонв. Фзикв цкавило, чи може ядро мстити частку, позбавлену електричного заряду.

Експерименти по виявленню електронейтрально частки досягла кульмнац в 1932 р коли Джеймс Чедвк вдкрив нейтрон, у якому фзики, особливо Вернер Гейзенберг, майже вдразу визнали ядерного партнера протона.Ферм по достонству оцнив значення нейтрона як могутнього засобу нцювання ядерних реакцй. Експериментатори намагалися бомбардувати атоми зарядженими частками, але для подолання електричного вдштовхування заряджен частки необхдно розганяти на могутнх дорогих прискорювачах.

Електрони, що налтають, вдштовхуються атомними електронами, а протони й альфа-частинки ядром так, як вдштовхуються однойменн електричн заряди. Оскльки нейтрон не ма електричного заряду, необхднсть у прискорювачах вдпада. Значний прогрес був досягнутий у 1934 р коли Фредерк Жоло рен Жоло-Кюр вдкрили штучну радоактивнсть.Бомбардуючи ядра бора й алюмню альфа-частинками, вони вперше створили нов радоактивн зотопи вдомих елементв.

Продовжуючи почату цими дослдженнями роботу, Ферм його спвробтники в Рим прийнялися бомбардувати нейтронами кожен елемент перодично таблиц в над одержати нов радоактивн зотопи за допомогою приднання нейтронв до ядер. Першого успху удалося досягти при бомбардуванн фтору. Методично бомбардуючи усе бльш важк елементи, Ферм його група одержали сотн нових радоактивних зотопв.При бомбардуванн урану 92-го елемента, найважчого з тих, що зустрчаються в природ, вони одержали складну сумш зотопв.

Хмчний аналз не знайшов у нй н зотопв урану, н зотопв сусднього елемента бльш того, результати аналзу виключали присутнсть всх елементв з номерами вд 86 до 91. Виникла пдозра, що експериментаторам вперше удалося одержати новий штучний елемент з атомним номером 93. До невдоволення Ферм, директор лаборатор Орсо Корбно, не чекаючи контрольних аналзв, оголосив про успшний синтез 93-го елемента. У дйсност ж Ферм не вдалося його одержати.Але вн, сам того не знаючи, викликав розподл урану, розщепивши важке ядро на два аоб бльш числа осколкв нших фрагментв.

Розподл урану був вдкрито в 1938 р. Отто Ганом, Лзе Майтнер Фртцем Штрассманом. У 1935 р через клька мсяцв псля початку експериментв, Ферм його спвробтники знайшли, що якщо нейтрони сповльнити, пропускаючи через воду парафн, то вони бльш ефективно нцюють ядерн реакц. Уповльнення нейтронв обумовлене хнми зткненнями з ядрами водню протонами, у великих клькостях середовищ, що в них мстяться.При зткненнях нейтронв протонв значна частина енерг нейтронв губиться, тому що маси цих часток майже рвн. Настльки ж велика передача енерг спостергаться при зткненнях бльярдних куль з однаковими масами.

Тим часом в тал усе бльшу силу набирала фашистська диктатура Муссолн. У 1935 р. талйська агреся проти Ефоп привела до економчних санкцй з боку членв Лги Нацй, а в 1936 р. таля уклала союз з нацистською Нмеччиною.Група Ферм у Римському унверситет початку розпадатися. Псля прийняття талйським урядом у вересн 1938 р. антисемтських цивльних законв Ферм його дружина, врейка по нацональност, виршили емгрувати в США. Прийнявши запрошення Колумбйського унверситету обйняти посаду професора фзики, Ферм нформував талйську владу про те, що вн де в Америку на пвроку.

У 1938 р. Ферм була присуджена Нобелвська премя по фзиц. У ршенн Нобелвського комтету говорилося, що премя присуджена за докази снування нових радоактивних елементв, отриманих при опромненн нейтронами, звязане з цим вдкриття ядерних реакцй, викликуваних повльними нейтронами.

Поряд з видатними вдкриттями Ферм загальне визнання одержали його мистецтво експериментатора, разюча винахдливсть нтуця що дозволила пролити нове свтло на структуру ядра вдкрити нов обр для майбутнього розвитку атомних дослджень, заявив, представляючи лауреата, Ханс Плейель з Шведсько королвсько академ наук. Пд час церемон вручення прем, що вдбулася в грудн 1938 р. у Стокгольм, Ферм обмнявся рукостисканням з королем Швец, замсть того щоб втати того фашистським салютом, за що пддався нападкам в талйськй печатц.

Вдразу ж псля торжеств Ферм вдправився за океан. Псля прибуття в Сполучен Штати, як всм емгрантам того часу, довелося пройти тест на переврку розумових здбностей. Нобелвського лауреата попросили скласти 15 27 роздлити 29 на 2. Незабаром псля того, як смейство Ферм висадилося в Нью-Йорку, у США з Копенгагена прибув Нльс Бор, щоб провести клька мсяцв у прнстонському нститут фундаментальних дослджень.Бор повдомив про вдкриття Ганом, Майтнер Штрассманом розщеплення урану при бомбардуванн його нейтронами. Багато фзикв почали обговорювати можливсть ланцюгово реакц.

Якщо всякий раз, коли нейтрон розщеплю атом урану, випускалися нов нейтрони, то вони могли б, зштовхуючись з ншими атомами урану, породжувати нов нейтрони тим самим викликати незатухаючу ланцюгову реакцю. Тому що при кожнм розподл урану вивльняться велика кльксть енерг, ланцюгова реакця могла б супроводжуватися колосальним видленням.Якби удалося загнуздати ланцюгову реакцю, то уран став би вибуховою речовиною нечувано сили, з метою здйснити ланцюгову реакцю Ферм приступив до планування експериментв, що дозволили б визначити, чи можлив така реакця чи керована вона. На переговорах з Керуванням вйськово-морського флоту в 1939 р. Ферм уперше згадав про можливост створення атомно збро на основ ланцюгово реакц з могутнм видленням енерг.

Вн одержав федеральне фнансування для продовження свох дослджень. У ход роботи Ф. талйський фзик Емло Сегре, що був його студент, установили можливсть використання в якост вибухвки для атомно бомби тод ще не вдкритого елемента плутоню.

Хоча плутонй Pu, елемент з порядковим номером 94, ще не був вдомий, обо вчених були переконан в тм, що елемент з масовим числом 239 239Pu повинний розщеплюватися може бути отриманий в урановому реактор при захопленн нейтрона ураном-238. У 1942 р коли в США був створений Манхетенський проект для робт з створення атомно бомби, вдповдальнсть за дослдження ланцюгово реакц й одержання плутоню була покладена на Ферм, що мали з юридично точки зору статус ноземця пдданого ворожо держави.

На наступний рк дослдження були перенесен з Колумбйського в Чикагський унверситет, у якому Ферм як голова пдсекц теоретичних аспектв Уранового комтету керував створенням першого у свт ядерного реактора, що будувався на площадц для гри в сквош пд трибунами унверситетського футбольного стадону Стегг-Флд. Реактор, що споруджуться, на технчному жаргон називали купою, тому що вн був складний з брускв графту чистого вуглецю, що повинн були стримувати швидксть ланцюгово реакц сповльнювати нейтрони.

Уран оксид урану розмщалися мж графтовими брусками. 2 грудня 1942 р. кадмв регулююч стрижн, що поглинають нейтрони, минулого повльно висунут, щоб запустити першу у свт ланцюгову реакцю, що самопдтримуться. Було ясно, писав згодом Джон Кокрофт, що Ферм вдкрив двер в атомне столття.Трохи пзнше Ферм був призначений кервником вддлу сучасно фзики в новй лаборатор, створено пд кервництвом Роберта Оппенгеймера для створення атомно бомби в строго засекреченому мстечку Лос-Аламосе штат Нью-Мексико.

Ферм його родина стали громадянами Сполучених Штатв у липн 1944 р а в наступному мсяц вони перехали в Лос-Аламос. Ф. був свдком першого вибуху атомно бомби 16 липня 1945 р. бля Аламогордо штат Нью-Мексико. У серпн 1945 р. атомн бомби були скинут на японськ мста Хросма Нагасак.Наприкнц вйни Ферм повернувся в Чикагський унверситет, щоб зайняти посада професора фзики стати спвробтником знову створеного при Чикагському унверситет нституту ядерних дослджень.

Вн був чудовим педагогом славився як неперевершений лектор. Серед його аспрантв можна назвати Марр Гелл-Манна, Янга Чженьнна, Чи Цзун-дао й Оуена Чемберлена. Псля завершення в 1945 р. у Чикаго будвництва циклотрона прискорювача часток Ферм почав експерименти по вивченню взамод мж незадовго до того вдкритими п-мезонами нейтронами.Ферм належить також теоретичне пояснення походження космчних променв джерела хньо високо енерг.

У 1928 р. Ферм одружився з Лаурою Капон, що належала до вдомого в Рим врейськй родин. У них народилися син дочка. Людина видатного нтелекту безмежно енерг, Ф. захоплювався альпнзмом, зимовими видами спорту тенсом. Вн помер вд раку шлунка в себе будинку в Чикаго незабаром псля того, як йому виповнилося пятдесят три роки. На наступний рк на честь його новий, 100-й елемент був названий Фермем.Ферм був обраний членом Нацонально академ наук США 1945, почесним членом Единбургського королвського суспльства 1949 ноземним членом Лондонського королвського суспльства 1950. Президентом США Ф. був призначений членом Генерального консультативного комтету Комс з атомно енерг 1946 1950. Вн був вце-президентом 1952 президентом 1953 Американського фзичного суспльства.

Крм Нобелвсько прем, Ф. був визнаний гдним золото медал Маттеучч Нацонально академ наук тал 1926, медал Хьюза Лондонського королвського суспльства 1943, цивльно медал За заслуги уряду Сполучених Штатв Америки 1946, медал Франклна Франклновського нституту 1947, золото медал Барнарда за видатн науков заслуги Колумбйського унверситету 1950 першо прем Ферм, присудженою Комсю з атомно енерг Сполучених Штатв Америки 1954. Вн був почесним доктором багатьох вищих навчальних закладв, у тому числ Вашингтонського льского унверситетв, Рокфордского коледжу.

Гарвардського Рочестерського унверситетв.