Enrico Fermi

Nositeľ Nobelovej ceny

Enrico Fermi
taliansky jadrový fyzik
Narodenie	29. september 1901 Rím, Taliansko
Úmrtie	28. november 1954 (53 rokov) Chicago, Illinois, USA
Podpis
Odkazy
Commons	Enrico Fermi
Biografický portál

Enrico Fermi (* 29. september 1901, Rím, Taliansko – † 28. november 1954, Chicago, Illinois, USA) bol taliansky fyzik známy vďaka jeho výskumu jadrových reakcií. Zaoberal sa výskumom beta- a gama- žiarenia, podieľal sa na vývoji prvého jadrového reaktora a na rozširovaní a prehlbovaní kvantovej teórie.

V roku 1938 získal Nobelovu cenu za fyziku za potvrdenie existencie nových rádioaktívnych prvkov vytvorených neutrónovým ožarovaním a objav jadrových reakcií spôsobovaných ožiarením pomalými neutrónmi. Potom emigroval do USA, aby sa jeho rodina vyhla prenasledovaniu zo strany fašistov (jeho žena bola Židovka). V Amerike sa podieľal na Projekte Manhattan.

Mladosť a vzdelanie

Narodil sa v Ríme. Keď jeho brat Giulio zomrel po malom chirurgickom zákroku v roku 1915, 14-ročný Enrico sa dal na štúdium fyziky, čo bol jeho spôsob vyrovnania sa so žiaľom. Podľa jeho neskoršieho vyjadrenia, každý deň kráčal pred nemocnicou, kde Giulio zomrel, až kým nebol schopný sa ohliadnuť na túto udalosť s odstupom.

Rodinný priateľ Adolfo Amidei viedol štúdium mladého Fermiho k algebre, trigonometrii, analytickej geometrii, analýze a teoretickej mechanike. Amidei tiež navrhol Fermimu, aby nenavštevoval univerzitu v Ríme, ale prihlásil sa na prestížnu „Scuola Normale Superiore“ v Pise, špeciálnu univerzitu pre vybraných nadaných študentov v roku 1918. Fermi si viedol obzvlášť dobre a skúšajúci na Scuola Normale považoval súťažnú esej 17-ročného Fermiho hodnú doktorskej skúšky. Promoval v roku 1922 a ďalší rok odišiel na University of Göttingen, vtedajšie svetové centrum kvantovej fyziky. Fermiho však veľmi sklamala tým, čo vtedy videl ako nadmerne formálny teoretický štýl pod vplyvom Maxa Borna, a tak po šiestich mesiacoch odišiel na University of Leiden v Holandsku, aby pracoval s Paulom Ehrenfestom. Počas svojho pobytu sa tam tiež stretol s Albertom Einsteinom.

Fyzika v Ríme

Fermi študoval profesúru na Rímskej univerzite La Sapienza (prvú v oblasti teoretickej fyziky v Taliansku, ktorú preňho vytvoril profesor Orso Maria Corbino, riaditeľ Ústavu fyziky). Corbino veľmi pomohol Fermimu pri výbere jeho tímu, do ktorého sa čoskoro pridali významné mozgy ako Edoardo Amaldi, Bruno Pontecorvo, Franco Rasetti a Emilio Segrè. Len pre teoretické štúdie sa Ettore Majorana tiež zúčastnil na tom, čo bolo čoskoro prezývané „Via Panisperna boys“ (podľa názvu ulice, kde mal ústav svoje laboratóriá).

Skupina pokračovala vo svojich dnes slávnych experimentoch, ale v roku 1933 Rasetti odišiel z Talianska do Kanady a Spojených štátov, Pontecorvo do Francúzska, Segrè šiel učiť do Palerma.

Počas ich práce v Ríme Fermi a jeho skupina významne prispeli mnohým praktickým a teoretickým aspektom fyziky. Medzi ne patria napríklad Fermiho-Diracovo rozdelenie, teória beta rozpadu a objav pomalých neutrónov, ktoré sa ukázali ako podstatné pre činnosť jadrových reaktorov.

Nobelova cena a projekt Manhattan

Fermi (vľavo dolu), Szillard (druhý sprava dolu), a zvyšok tímu.

Fermi zostal v Ríme do roku 1938.

V roku 1938 získal Nobelovu cenu za fyziku za „demonštráciu existencie nových rádioaktívnych prvkov produkovaných ožarovaním neutrónmi a za súvisiaci objav jadrových reakcií spôsobených pomalými neutrónmi“.

Potom ako obdržal cenu v Štokholme emigroval so svojou ženou Laurou a deťmi do New Yorku, keďže fašistická vláda v Taliansku zaviedla protisemitské zákony a Fermiho žena, Laura Capon, bola židovka. Čoskoro po príchode do New Yorku začal pracovať na Columbia University.

Na Columbii overil prvotný experiment jadrového štiepenia Otta Hahna a Fritza Strassmana (s pomocou Bootha and Dunninga). Fermi potom začal štúdie, ktoré viedli k postaveniu prvého jadrového článku.

Fermi si spomenul na začiatok projektu v prejave v roku 1954, keď odišiel do dôchodku ako Prezident Americkej fyzikálnej spoločnosti: „Veľmi živo si spomínam na prvý mesiac, január 1939, kedy som začal pracovať v Pupinových laboratóriách, pretože veci nadobudli rýchly vývoj. V tomto období bol Niels Bohr na prednáške na Princeton University a spomínam si, ako jedného popoludnia prišiel Willis Lamb veľmi vzrušený a povedal, že Bohrovi ušli jeho veľké správy. Veľkými správami bol objav štiepenia a najmenší náčrt výkladu o ňom. Potom, o niečo neskôr v rovnakom mesiaci, sa uskutočnilo vo Washingtone stretnutie, kde sa prvýkrát diskutovalo o novo objavenom fenoméne štiepenia položartovným spôsobom ako o možnom zdroji jadrovej energie.“

Po známom liste podpísanom Albertom Einsteinom (prepísaným Leóom Szilárdom) prezidentovi Rooseveltovi v roku 1939, udelilo námorníctvo Columbia University prvý grant na Atómovú energiu v hodnote 6 000 USD. Peniaze sa použili na štúdie, ktoré viedli k prvému jadrovému reaktoru – masívnemu „článku“ z grafitových tehál a uránového paliva, ktorý bol spustený 2. decembra 1942 v University of Chicago. Tento experiment bol míľnikom v honbe za energiou a reprezentoval Fermiho génia. Každý krok bol starostlivo naplánovaný, každý výpočet dôkladne vykonaný Fermim. Keď človek prvýkrát dosiahol prvú udržateľnú jadrovú reťazovú reakciu, uskutočnil sa kódovaný telefonát jednému z vedúcich osôb Projektu Manhattan, Jamesovi Conantovi: 'Taliansky navigátor pristál v novom svete… Domorodci boli veľmi priateľskí'. Článok s reťazovou reakciou bol dôležitý nielen pre jeho pomoc pri výskume vlastností štiepenia – potrebných pre pochopenie fungovania jadrovej bomby – ale aj preto, že slúžil ako prototyp masívnych reaktorov, ktoré boli neskôr vytvorené na Hanford, Washington, použité na množivé reaktory obohatené plutónium potrebné pre bomby použité pri Trinity teste a Nagasaki. Nakoniec bola práca Fermiho a Szilarda na reaktore použitá pri Projekte Manhattan.

Stal sa naturalizovaným občanom USA v roku 1944.

Povojnová práca

Keď Fermi v roku 1954 adresoval APS, povedal okrem iného, „Tak to nás vracia k Pearl Harbor. V tom čase som odišiel z Columbia University a po niekoľkých mesiacoch dochádzania medzi Chicagom and New Yorkom som sa nakoniec odsťahoval do Chicaga, aby som pokračoval v tamojšej práci a odvtedy sa práca na Columbii s niekoľkými výnimkami sústredila na fázu isotope separation projektu jadrovej energie, ktorý začali Booth, Dunning a Urey okolo roku 1940“.

Fermi sa považuje za jediného fyzika dvadsiateho storočia, ktorý exceloval teoreticky aj experimentálne (pozri link v kapitole 'Referencie'). Známy historik fyziky, C. P. Snow, o ňom hovorí, „Keby sa Fermi narodil o niekoľko rokov skôr, je celkom možné si ho predstaviť ako objaviteľa Rutherfordoveho atómového jadra a potom pôvodcu Bohrovej teórie atómu vodíka. Ak to znie ako hyperbola, čokoľvek o Fermim bude znieť ako hyperbola“. Fermiho zručnosti a úspech pramenili rovnako z jeho ocenenia umenia možného ako aj vrodenej schopnosti a inteligencie. Nemal rád komplikované teórie a hoci mal veľké matematické schopnosti, nikdy ich nepoužil, ak sa dalo k výsledku dospieť oveľa jednoduchším spôsobom. Bol známy tým, že vedel získať rýchle a presné riešenia problémov, ktoré iným ľuďom spôsobovali problémy. Príklad tohto je možné vidieť počas prvého testu jadrovej bomby v Novom Mexiku 16. júla 1945. Keď ho zasiahla nárazová vlna, Fermi pustil kúsky papiera. Odmeral vzdialenosť, o ktorú boli odfúknuté, a porovnaním s vopred vypočítanou tabuľkou vedel odhadnúť energetický potenciál bomby. Odhadol ho na 10 kiloton TNT. Odmeraný výsledok bol 18.6. (Rhodes, str. 674). neskôr bola táto metóda získania rýchlej a presnej odpovede obálkovými výpočtami neformálne známa ako „Fermiho metóda“.

Fermiho najodzbrojujúcejším rysom bola jeho veľká rezervovanosť a jeho schopnosť vykonávať akúkoľvek prácu, či kreatívnu alebo rutinnú. Bola to táto kvalita, ktorá ho urobila obľúbeným medzi ľuďmi všetkých vrstiev, od držiteľov Nobelovej ceny po technikov. Henry DeWolf Smyth, predseda princetonského Ústavu fyziky, raz pozval Fermiho na nejaké experimenty s princetonským cyklotrónom. Keď raz kráčal do laboratória, videl Smyth uznávaného vedca pomáhať študentovi presunúť stôl pod vedením iného študenta! Inokedy ho vedúci DuPont navštívil na Columbii. Potom, ako ho nemohol nájsť v laboratóriu ani v úrade, bol prekvapený, keď našiel držiteľa Nobelovej ceny v dielni ako strihal plechové pláty veľkými nožnicami.

Keď odoslal jeho slávny dokument o beta rozpade prestížnemu časopisu Nature, redaktor časopisu ho zamietol, pretože „obsahoval špekulácie, ktoré boli príliš vzdialené realite“. A tak bola Fermiho teória publikovaná v taliančine a nemčine predtým ako v angličtine.

Nikdy nezabudol na túto skúsenosť, kedy predbehol svoju dobu a zvykol hovoriť tým, ktorých mal pod patronátom: „Nikdy nebuďte prví; pokúste sa byť druhí“.

29. novembra 1954 Fermi zomrel vo veku 53 rokov na rakovinu žalúdka v Chicagu a bol tam pochovaný na Oak Woods Cemetery. Ako napísal Eugen Wigner: „Desať dní predtým, ako Fermi zomrel, mi povedal 'Dúfam, že to nebude trvať dlho.' Dokonale sa poddal svojmu osudu“.

Patenty

• Patent v USA 2206634 -- Process for the Production of Radioactive Substances
• Patent v USA 2524379 -- Neutron Velocity Selector
• Patent v USA 2708656 -- Neutronic reactor
• Patent v USA 2768134 -- Testing Material in a Neutronic Reactor
• Patent v USA 2780595 -- Test Exponential Pile
• Patent v USA 2798847 -- Method of Operating a Neutronic Reactor
• Patent v USA 2807581 -- Neutronic Reactor
• Patent v USA 2807727 -- Neutronic Reactor Shield
• Patent v USA 2813070 -- Method of Sustaining a Neutronic Chain Reacting System
• Patent v USA 2836554 -- Air Cooled Neutronic Reactor
• Patent v USA 2837477 -- Chain Reacting System
• Patent v USA 2852461 -- Neutronic Reactor
• Patent v USA 2931762 -- Neutronic Reactor
• Patent v USA 2969307 -- Method of Testing Thermal Neutron Fissionable Material for Purity

Pozri aj

• Fermiho paradox
• Fermiho problém

Referencie

• Laura Fermi: Atoms in the Family: My Life with Enrico Fermi (Chicago: University of Chicago Press, 1954) ISBN 0-226-24367-2
• Richard Rhodes: The Making of the Atomic Bomb (New York: Simon and Schuster, 1986).
• C. P. Snow: „The Physicists“ (Toronto: Little, Brown, 1981)
• Fermi's audio biography at the University of Chicago website. (http://www-news.uchicago.edu/fermi/resources.html)

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Enrico Fermi

Externé odkazy

• A photographic archive of Fermi and "the Panisperna boys" Archivované 2005-04-04 na Wayback Machine
• About Enrico Fermi
• Life and works of Enrico Fermi Archivované 2006-02-12 na Wayback Machine