Енрико Ферми

Од Википедија, слободната енциклопедија
Прејди на: содржини, барај
Енрико Ферми
Enrico Fermi ID badge.png

Енрико Ферми (италијански: Enrico Fermi) (29 септември 1901 - 28 ноември 1954) е еден од најголемите физичари на 20-от век. Во 1938 година ја добива Нобеловата награда за физика.

Образование[уреди]

Роден е во Рим како трето по ред дете на Алберто Ферми и Ида де Гатис. На седумнаесетгодишна возраст се запишал на високата школа Reale Scuola Normale Superior, во склоп на Универзитетот во Пиза. Таму ги завршил студиите и во 1922 година, кога Ферми имал само 21 година станал доктор по физички науки, од областа на рентгенското зрачење. Образованието го продолжил во Германија, на Универзитетот во Гетинген, кој бил тогашен центар на светската физика. Се образувал и работел во групата на нобеловецот Макс Борн кој во тоа време се занимавал со проучување на основните прашања од квантната механика. По завршувањето на престојот во Германија, се вратил во Италија и ја добил катедрата по математика на Универзитетот во Фиренца.

Научни трудови[уреди]

Во детството наоѓал задоволство во изучувањето на физика и математика и имал исто хоби како и му Џулио. Ненадајната смрт на Џулио поради гној во грлото во 1915 го потресува Енрико и за да не размислува за тоа, тој се сосредоточува на науката. Според неговото тврдење, секој ден поминувал пред болницата во која починал Џулио сѐ привикнал на болката. Подоцна, Енрико се спријателил со друг студент, надарен за наука, по име Енрико Персико и заедно се вклучиле во научни проекти од типот на правење жироскопи и мерење на магнетското Земјино поле. Интересот на Ферми за физиката ќе биде понатамошно поттикнат кога еден пријател на татко му ќе му даде неколку книги од областа на физиката и математиката, кои ќе ги прочита и проучи. Ферми дипломирал и докторирал на Школата за професори во Пиза. Постоел приемен испит кој вклучувал есеј и кој кандидатите морале да го полагаат за да се запишат на угледниот институт.

Во есејот, 17 – годишниот Ферми одлучил да ја изведе и реши анализата на Фурие, заснована на делумната диференцијална равенка за бранови во низа. Испитувачот го испрашал Ферми и заклучил дека есејот би можел да послужи и како докторат. Во Школата за професори, Ферми се спријателил со еден колега по име Франко Разети и заедно често се шегувале. Подоцна, Разети ќе стане близок пријател и соработник на Ферми. Луиџи Пукијанти го советувал за докторатот. Во 1924 година, Ферми учел еден семестар во Гетинген, а потоа престојувал неколку месеци во Лајден заедно со Пол Еренфест. Од јануари 1925 до есента 1926 бил на Универзитетот во Фиренца. Во овој период го напишал делото за статика. Кога имал само 24 години, станал професор во Рим (првото работно место за професор по атомска физика во Италија, создадено за него од професорот Орзо Марио Корбино, раководител на Институтот за физка). Корбино му помогнал да го избере својот тим во кој наскоро се вклучиле видни личности како Едоардо Амалди, Бруно Понтекорво, Франко Разети и Емилио Серге. Што се однесува само до теоретските студии, Еторе Мајорана земал учество во она што наскоро го добило прекарот „момците од Виа Панисперна„ ( според името на улицата на која се наоѓале лабораториите на Институтот). Групата продолжила со експериментите кои се денес познати, но во 1933 година Разети ја напуштил Италија и заминал во Канада и САД, Понтекорво отишол во Франција, додека Серге заминал да предава во Палермо.

За време на престојот во Рим, Ферми и неговиот тим дале важен придонес за практичниот и теоретскиот дел од физиката. Некои од овие ги вклучуваат теоријата за бета распаѓањето и откривањето на бавните неутрони, што се покажа како особено важно за работата на нуклеарните реактори. Тимот систематски бомбардира елементи со неутрони, а во експериментите со ураниум за малку не успеваат да ја забележат нуклеарната фисија. Во тоа време, фисијата се сметала за невозможна, ако не и непостоечка, пред сè на теоретска основа. Додека луѓето очекувале елементите со поголем атомски број да се образуваат при бомбардирање со неутрони од полесни елементи, никој не се надевал дека неутроните ќе имаат доволно енергија за да всушност поделат потежок атом на два полесни дела. Сепак, хемичарката Ида Нодак ќе ја критикува работата на Ферми и ќе изложи дека некои од неговите експерименти можеле да создадат полесни елементи. Тогаш Ферми ја отфрлил оваа моѓност врз основа на пресметките. Ферми бил добор познат по едноставното решавање на проблемите. Кога било можно, ја избегнувал сложената математика и добивал брзи резултати засновани на декадниот ред по големина. Оваа особина добива признание и ќе има влијание врз многу физичари кои работат со него, како Ханс Бет, кој работи со Ферми 2 семестри во раните 30 – ти. Ферми ќе ги зачува пресметките детаљно во тетратки и подоцна ќе реши многу нови проблеми со кои ќе се сретне врз основа на веќе познатите.

Кога ќе го приложи познатиот научен труд за бета распаѓањето во угледниот весник „Природа”, уредникот ќе го одбие затоа што „содржи нагаѓања кои се предалеку од стварноста”. Поради тоа, теоријата ќе биде објавена на италијански и германски јазик пред да биде објавена на англиски. На крајот, „Природа” сепак ќе ја го издаде студијата на 16 - ти јануари 1939. Никогаш нема да го заборави фактот дека е пред своето време и на своите штитеници ќе им зборува: „Никогаш немојте да бидете први. Обидете се да бидете ".

Нуклеарна физика и Проектот Менхетен[уреди]

Ферми останал во Рим до 1938 година. Во 1938 ја добива Нобеловата награда за физика за неговиот „доказ за постоење на нови радиоактивни елементи создадени со неутронска радијација и за откривањето на нуклеарните реакции предизвикани од бавните неутрони По добивањето на наградата во Стокхолм, Ферми, жена му Лаура и нивните деца се селат во Њу Јорк. Тоа е главно поради антиеврејските закони донесени од страна на фашистичкиот режим на Бенито Мусолини кој претставувал закана за Лаура која била Еврејка. Брзо по доаѓањето во Њу Јорк, започнал со работа на Универзитетот во Колумбија. На Колумбија го повторил првичниот експеримент за нуклеарна фисија на Хан и Фриц Штрасман (со помош на Бут у Данинг). Потоа заминал на Универзитетот во Чикаго и започнал студии кои довеле до изградбата на првиот нуклеарен реактор – Чикашкиот реактор 1. Ферми споменува за почетоците на проектот во еден говор од 1954 година кога се повлекол и станал претседател на Американското друштво за физика: "Многу јасно се сеќавам на првиот месец, јануари 1939 година, кога почнав да работам во лабораториите „Пупин” зашто нештата се случуваа многу брзо. Во тој период, Нилс Бор предаваше на Универзитетот „Принстон” и се сеќавам кога едно попладне Вилис Ламб се врати многу возбуден и кажа дека Бор му соопштил прекрасна вест. Прекрасната вест беше откривањето на фисијата и објаснувањето за неа во кратки црти. Нешто подоцна тој месец, имаше состанок во Вашингтон на кој, наполу шеговито, наполу сериозно, се разговараше за евентуалното значење на новооткриената појава како можен извор на нуклеарнаенергија.

Во август 1939, Лео Сцилард го подготви, а Алберт Ајнштајн го потпиша познатото писмо кое го предупреди претседателот Френклин Д. Рузвелт дека постои можност Нацистите да планираат да направат атомска бомба. Поради нападот на Хитлер врз Полска на 1 септември, стигна октомври пред тие да можат лично да му го предадат писмото. Рузвелт беше толку загрижен што беше свикан Комитетот за ураниум, а на Универзитетот во Колумбија му беше доделена првата финансиска поддршка за атомска енергија од 6000 американски долари. Меѓутоа, поради стравот на бирократите од странците кои би можеле тајно да истражуваат, парите не биле предадени сè додека Сцилард не почнал да го преколнува Ајнштајн да испрати уште едно писмо до Претседателот пролетта 1940 година. Парите биле искористени за научни студии кои резултираа со првиот нуклеарен реактор, Чикашкиот реактор 1, огромен „атомски реактор” со графитни прачки и ураниумско гориво, изграден на терен за сквош, под теренот Стаг (фудбалскиот стадион во рамките на универзитетот во Чикаго) кој стана опасен на 2 декември. 1942. Поради лошиот превод, извештаите за Енрико Ферми на Советскиот сојуз тврдеа дека неговата работа се одвивала на преадаптирано „поле со тикви” наместо на „терен за сквош”. Овој експеримент е пресвртница во потрагата по енергија и карактеристичен за умешноста на Ферми. Секој чекор бил внимателно планиран, секоја пресметка правена детаљно. Кога се постигнала првата самоодржлива верижна реакција, еден од одговорните за проектот „Менхетен”, Џејмс Конант, добил кодиран телефонски повик: „Италијанскиот морепловец пристигна во Новиот свет... Домородците беа прилично дружељубиви.” Реакторот бил важен не само за одредување на карактеристиките на фисијата, потребни за да се разбере внатрешната работа на атомската бомба, туку и за да послужи како пробен погон за огромните реактори кои ќе се изградат во Хенфорд, Вашингтон и кои ќе се употребуваат за производство на плутониум потребен за бомбите кои се користат во Тринити и Нагасаки. На крајот истражувањата на Ферми и Сцилард околу реакторите ќе бидат вклучени во проектот „Менхетен”. Во последните фази на проектот, Ферми се преселил во Лос Аламос за да работи какоглавен советник. Седел во контролната соба на Б Реакторот реакторот во Хенфорд кога за прв пат се појавила опасност. Неговите широки познавања во многу областина физиката биле корисни за решавање на интердисциплинарни проблеми. Во 1944 година станал натурализиран граѓанин на САД.

Работата во повоениот период[уреди]

Во обраќањето на Ферми во 1954 до APS тој наведува и дека „Па, ова нè доведува до Перл Харбор. Во тоа време го напуштив Универзитетот во Колумбија и по неколку месеци редовно патување меѓу Чикаго и Њу Јорк, конечно се преселив во Чикаго за да ја продолжам тамошната работа и оттогаш, со неколку исклучоци, работата на Колумбија се сосредоточуваше околу фазата за изделување на изотопи од проектот за атомска енергија, започнат од Бут, Данинг и Јуреј околу 1940.

Многумина го сметаа Ферми за единствениот физичар на 20 – тиот век кој се истакна и во полето на теоријата и преку експериментите. Добро познатиот историчар на физиката, Сноу, вели за него: „Да се родеше Ферми неколку години порано, секој би можел да го замисли како го окрива атомското јадро на Радерфорд и како потоа ја развива теоријата на Бор за водородниот атом. Ако ова звучи како хипербола, сè во врска со Ферми звучи како хипербола." Способноста и успехот на Ферми поттекнуваат од неговото вреднување на умешноста на можното онолку колку и од вродената вештина и интелигенција. Тој не сакал сложени теории и иако имал развиени математички способности, никогаш не ги користел кога работата можела да се завржи поедноставно. Бил познат по брзите и прецизни одговори за проблемите кои би ги замислиле другите луѓе. Еден ваков пример е за време на првото тестирање на атомската бомба на 16. 06 1945 во Мексико. Кога вибрациите од експлозијата пристигнале до него, Ферми фрлил на земја хартиени парченца. Измереното растојание до кое тие биле разнесени можел да го спореди со веќе пресметана табела и на тој начин да ја процени енергијата на бомбата. Проценил дека експлозијата е посилна од 10 килотони ТНТ. Измерениот резултат бил 18,6. Подоцна, овој начин на добивање приближни и брзи одговори со пресметки стана позната како „методот на Ферми”. Особината на Ферми што најмногу ги освојувала луѓето била преголемата скромност и способноста да работи каква било работа, независно дали креативна или секојдневна. Токму оваа карактеристика му донела популарност и наклонетост меѓу луѓето од сите општествени слоеви и почнувајќи од добитници на Нобелова награда па сè до техничари. Хенри де Вулф Смит, шеф на Катедрата за физика на Принстон, го повикал Ферми да извршат некои експерименти со циклотрон. Еден ден кога влегол во лабораторијата, Смит видел како угледниот научник му помага на еден студент да помести маса во насока посочена од друг студент. Друг пат управникот на Ду Пон отишол на колубија да го посети. Кога не го нашол ниту во лабораторијата ниту во канцеларијата, управникот се изненадил кога го пронашол добитникот на нобелова награда во продавницата за машини како сече лимени плочи со големи ножици. По војната, Ферми кратко работел во Генералниот комитет на советници за Комисијата за атомска енергија, научен комитет на чие чело бил Роберт Опенхајмер, кој ја советувал Комисијата во врска за нуклеарните прашања и нуклеарната политика. По детонирањето на првата бомба на Советскиот сојуз, Ферми заедно со Исидор Раби напишал прилично остар извештај за Комитетот со кој се спротиставил на создавањето на водородна бомба на морална и техничка основа.