Энрико ферми - биография, новости, личная жизнь

Публикации

Книги

Ферми Э. Молекулы и кристаллы. — М.: ИЛ, 1946.
Ферми Э. Элементарные частицы. — М.: ИЛ, 1953.
Ферми Э. Лекции о пи-мезонах и нуклонах. — М.: ИЛ, 1956.
Ферми Э. Квантовая механика. — 2-е изд. — М.: Мир, 1968.
Ферми Э. Научные труды. — В 2-х т. — М.: Наука, 1971—1972.
Ферми Э. Термодинамика. — 2-е изд. — Харьков: Изд-во Харьк. ун-та, 1973.
Ферми Э. Лекции по квантовой механике. — М., 2000.
Ферми Э. Лекции по атомной физике. — М., 2001.

Статьи

Э. Ферми. О возможном нахождении элемента с атомным номером выше 92 = Possible Production of Elements of Atomic Number Higher than 92 // УФН. — 1934. — Т. 14, № 7. — С. 829—832.
Ферми Э., Амальди Э., д’Агостино О., Разетти Ф., Сегрэ Э. Искусственная радиоактивность, создаваемая нейтронной бомбардировкой (рус.) // Успехи физических наук. — Российская академия наук, 1934. — Вып. 8.
Амальди Э., д’Агостино О., Ферми Э., Понтекорво Б., Разетти Ф., Сегрэ Э. Искусственная радиоактивность, создаваемая нейтронной бомбардировкой — II (рус.) // Успехи физических наук. — Российская академия наук, 1935. — Вып. 7.
Э. Ферми. Элементарная теория котлов с цепными ядерными реакциями = Elementary Theory of the Chain-reacting Pile // УФН. — 1947. — Т. 32, № 1. — С. 54—65.
Ферми Э. Ядерные процессы при больших энергиях (рус.) // Успехи физических наук. — Российская академия наук, 1952. — Т. 46, № 1.

Сиддхартха (фильм)
167-я улица (линия Конкорс, Ай-эн-ди)
Замок Микулов
Екатеринбургская телебашня
Дмитриев, Василий Антонович
Характеристики основных разновидностей строительных блоков
Локомотив (стадион, Полтава)
Дом Исаевых
Межконтинентальная баллистическая ракета
Чи Булаг

↑ Гений – самоучка

Друг отца вспоминал, что Энрике не расставался с учебниками по математике и физике, хотя его никто не заставлял этим заниматься. Окружающие были поражены, что тринадцатилетний подросток смог самостоятельно решить за несколько дней 200 труднейших задач по геометрии!

Но самым любимым предметом для Энрике была физика. Особенно его интересовали научные труды с описанием экспериментальных установок.
В 17 лет талантливый юноша экстерном окончил лицей и решил продолжить обучение в университете Пизы.

Физика преподавалась там на довольно высоком уровне, но требовалось пройти обучение в высшей Нормальной школе в Пизе. Конкурс абитуриентов в школу был необычайно высоким, но Ферми получил наибольшее количество баллов и стал одновременно студентом университета и учащимся Нормальной школы.

По воспоминаниям самого ученого основные законы физики и теории относительности он прекрасно изучил самостоятельно и годы учебы в этом отношении не дали ему новых знаний. Его феноменальные способности, необыкновенная работоспособность, умение выбрать из большого объема научных трудов минимум, необходимый для пополнения знаний, принесли ему популярность не только среди сокурсников, но и преподавателей.

Уже через два года обучения его приглашают читать лекции по квантовой теории в Физическом институте.

Особенности ядерных сил

Атомные ядра построены из нуклонов, то есть протонов и нейтронов. Поскольку протоны имеют положительный электрический заряд, они отталкиваются друг от друга.
Отталкивание это должно быть очень сильным, так как сила отталкивания обратно пропорциональна квадрату расстояния между зарядами, а размеры ядер очень малы: от 10-13 до 10-12 сантиметра.

Внутренняя структура атома

Электрический заряд нейтронов равен нулю. Поэтому между нейтронами, а также между нейтронами и протонами электрические силы не
действуют. Среди известных ранее сил единственным претендентом на роль силы, связывающей нуклоны в ядре, могла быть сила всемирного тяготения. Но расчёт
показывает, что гравитационное притяжение нуклонов друг к другу ничтожно слабо, оно не в состоянии сдержать отталкивание протонов. Получается, что нуклоны
согласно первоначальным знаниям не могли быть сильно связаны в ядре. Более того, они должны были бы со страшной силой разлететься во все стороны. Тем не менее, в
действительности они очень крепко связаны друг с другом, образуя устойчивые атомные ядра. Отсюда следует, что в природе существуют какие-то новые,
неизвестные ранее силы (их стали называть ядерными). Поскольку удовлетворительное теоретическое объяснение механизма действия этих сил впервые дал японский физик Юкава, эти силы называли также силами Юкавы.

Перенесемся мысленно в середину 1930-х годов и познакомимся с уже известными тогда из эксперимента отличительными особенностями ядерных сил.

Их величину можно представить себе, сравнив силу электрического отталкивания двух протонов в ядре с силой их ядерного притяжения.
Оказывается, что при расстоянии между двумя протонами, равном примерно 10-13 сантиметра (среднее расстояние между нуклонами), ядерная сила притяжения
приблизительно в 40 раз больше силы электростатического отталкивания протонов. На этом основании ядерные силы называют сильными и говорят о сильном взаимодействии между нуклонами. Это первая особенность ядерных сил.

биография

Энрико Ферми родился 29 сентября 1901 г.в Риме с Альберто Ферми, главным инспектором Министерства связи, и Идой де Гаттис, учителем начальной школы. У него есть старшая сестра Мари, родившаяся 12 апреля 1899 года и погибшая 26 июня 1959 года во время авиакатастрофы в Ольджате-Олоне, и старший брат Джулио, родившийся в 1900 году . Двух братьев отправляют к няне в сельскую местность. Когда Энрико исполнилось два с половиной года, он присоединился к своей семье.

Энрико очень близок со своим братом Джулио, с которым у него общие интересы, вместе они строят электрические машины и другие объекты. В 1915 году Джулио умер во время операции от абсцесса в горле. Энрико глубоко отмечен, его характер меняется, и эта изоляция еще больше усиливает его интенсивное изучение физики и математики . На книжном рынке на площади Кампо деи Фьори он купил Elementorum Physicae mathematicae, латинский трактат по физике и математике, написанный иезуитом Андреа Караффа, и изучил его.

Инженер Адольфо Амидей, друг его отца, осознает незаурядные качества юного Ферми. Он дает ему различные книги по физике и математике, которые молодой Ферми «пожирает». В 1918 году Ферми получил степень бакалавра, освоив аналитическую геометрию, проективную геометрию, исчисление бесконечно малых, исчисление и теоретическую механику . Амидей просит Ферми принять участие в Высшей нормальной школе в Пизе . После некоторого колебания родители Ферми принимают предложение Амидеи. Для подготовки, Ферми изучал физику Договора о Хвольсоных и других книгах.

Чтобы поступить в École normale supérieure в Пизе, Ферми пришлось сдать очень сложный экзамен, в том числе эссе. Данная тема — « Особенности звука », Ферми производит безупречный анализ движений струны, вызывающей колебания, что сильно впечатляет экзаменатора.

С октября 1918 года Ферми учился в Пизанском университете в Высшей нормальной школе Пизы у Франко Разетти . Как обычно, он самостоятельно изучает различные задачи математической физики и обращается к работам Пуанкаре, Пуассона или Аппеля . С 1919 года он заинтересовался новыми теориями, такими как теория относительности или атомная физика, приобретя обширные знания в таких теориях, как специальная теория относительности, теория черного тела или даже модель водорода Бора . Таким образом, Энрико Ферми, единственный в университете, знакомый с этими теориями, приезжает по настоянию своих профессоров, чтобы читать лекции, на которых он представляет профессорам и ассистентам последние открытия в атомной физике .

В январе 1922 года, после четырех лет обучения в университете, Ферми опубликовал свою первую статью, посвященную общей теории относительности . В итальянском научном сообществе, враждебном работе Эйнштейна, он один из немногих, кто вместе с Леви-Чивита защищает теорию относительности.

В июле 1922 года Ферми окончил университет, защитив диссертацию по дифракции рентгеновских лучей .

В 1924 году он был инициирован в масонство в ложе «Адриано Лемми» Великого Востока Италии в Риме.

В марте 1925 года в возрасте 23 с половиной лет он получил докторскую степень.

Затем он посещал различных высокопоставленных физиков в Италии в то время, прежде чем стать в течение двух лет лектором во Флорентийском университете . В 1926 году он стал профессором теоретической физики в университете Ла Сапиенца в Риме . Он руководит исследованиями в Институте физики, где к нему присоединяется Этторе Майорана . Именно в этот период он разработал квантовую статистическую теорию, которую мы позже назовем статистикой Ферми-Дирака .

В 1929 году он был одним из первых членов, назначенных указом, Академии Италии, созданной тремя годами ранее Муссолини .

С 1932 года он более конкретно обратился к ядерной физике и в том же году написал статью о β-радиоактивности . В 1934 году он разработал свою теорию испускания бета-излучения, включив «нейтрон», постулированный в 1930 году Вольфгангом Паули, который он переименовал в нейтрино (название нейтрон уже используется для обозначения другой частицы), и ориентировался на создание искусственных радиоактивных частиц. изотопов путем бомбардировки медленными нейтронами .

Научные достижения Энрико Ферми

Ученый основал научные школы ядерной физики в Италии и США, является автором большого количества трудов, посвященных физике элементарных частиц и квантовой теории. Им разработана теория происхождения космических лучей и природа их высокой энергии.

В 1925 году им создана квантовая статистика, а в 1934 году ученый закончил работу над теорией бета-распада, а также совместно с коллегами открыл искусственную радиоактивность, связанную с нейтронами. Величайшим результатом его научной деятельности было строительство ядерного реактора, в котором в 1942 году была произведена первая цепная ядерная реакция. По словам английского физика Джона Кокрофта, именно Ферми приоткрыл дверь в атомный век. Это достижение является революционным в науке и в развитии человеческой цивилизации.

Энрико Ферми биография кратко

Родился 29 сентября 1901 г. в Риме, в семье служащего и рано, проявил склонность к точным наукам.

В 1922 г. он окончил университет в г. Пиза, а затем отправился на стажировку в Германию и Нидерланды. После возвращения на родину в 1925 г. Ферми, работая во Флорентийском университете, занялся исследованиями в области квантовой физики, а в 1926 г. занял должность профессора кафедры теоретической физики университета в Риме. Здесь он занялся исследованием искусственной радиоактивности.

Энрико Ферми решил повторить опыты супругов Ирен и Фредерика Жолио-Кюри по бомбардировке образцов разных веществ, заменив альфа-частицы, выступающие в роли «снарядов», нейтронами. В то время физики не считали нейтроны пригодными для расщепления атомов. Признавая, что работа с нейтронами трудна из-за низкой активности источников, излучающих эти частицы, Ферми догадывался, что этот недостаток компенсируется эффективным действием нейтронов на атомы, способные к ядерным превращениям. В 1934 г. Энрико Ферми также сформулировал теорию бета-распада, которая до сих пор активно используется физиками для объяснения явлений микромира.

В 1938 г. Ферми был удостоен Нобелевской премии по физике — «за открытие искусственной радиоактивности, вызванной медленными нейтронами». Он создал теории бета-распада, замедления нейтронов.

В 1938 Ферми эмигрировал в США и стал профессором Колумбийского университета и руководителем исследований в области исследования ядерной энергии

В 1939 году ввёл понятие цепной реакции и участвовал в создании проекта атомной бомбы.

Под руководством Энрико Ферми в декабре 1942 г. в США был запущен первый в мире ядерный реактор.

А в 1946 г. Ферми стал профессором Чикагского университета и в последние годы жизни занимался физикой высоких энергий. Энрико Ферми член многих академий наук и научных общества.

Он умер от рака желудка 28 ноября 1954 года в возрасте 53 лет в Чикаго.

Поддержка сенатора Корбино

Несмотря на все успехи Энрико Ферми, ему не могли предложить работы в Пизанском университете. Он вернулся в Р РёРј, 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 РњР°РєСЃ Р‘РѕСЂРЅ. 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 СЃРµРЅС‚СЏР±СЂСЏ по РґРµРєР°Р±СЂСЊ 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.

НАШИ ЛЮДИ

Яценко, Леонид Петрович Физики

украинский физик действительный член Национальной академии наук Украины, директор Института физики НАН Украины

Ярив, Амнон Физики

израильский и американский профессор прикладной физики и электротехники в Калифорнийском технологическом институте, известный своими разработками в области оптоэлектроники

Яппа, Юрий Андреевич Физики

советский и российский физик-теоретик

Янус, Рудольф Иванович Физики

советский физик

Янсонс, Юрис (учёный) Физики

советский и латвийский физик в области механики полимеров

Янский, Карл Физики

американский физик и радиоинженер, основоположник радиоастрономии

Янг Чжэньнин Физики

китайский и американский физик

Ялоу, Розалин Сасмен Физики

американский биофизик

Деление урана

1931 год был отмечен важным открытием. Во время бомбардировки бериллия альфа-частицами было обнаружено новое, весьма мощное излучение. Фредерик Жолио и Ирэн Жолио-Кюри пропустили это излучение через парафин и заметили, что на пути неизвестных лучей возникают протоны, то есть положительно заряженные частицы, входящие в состав атомного ядра.

Британский ученый Джеймс Чедвик, поддерживаемый Резерфордом, провел в лаборатории Кавендиша эксперимент, раскрывший истинную природу излучения бериллия: это оказался поток частиц, обладавших массой протона, но не имевших электрического заряда. Открытие нейтрона — так назвали новую элементарную частицу — завершило модель атома Резерфорда—Бора и привело к открытию новых путей исследования атомного ядра и осуществления реакций ядерного превращения. При наблюдении ядерной реакции урана обнаружилось, что его ядро после столкновения с нейтроном распадалось на два более легких ядра, которые соответствовали весьма далеким от урана химическим элементам.

Явление эмиссии нейтронов натолкнуло многих физиков на мысль, что если деление первого ядра, находящегося где-то в толще урана, может создать несколько нейтронов, каждый из которых вызовет деление другого ядра, то каждое из ядер, подвергнувшихся такому делению, также выделит нейтроны, и так далее. Возникает цепная реакция. Ядерная энергия предстала как источник энергии, несравненно превосходящий по запасам все другие известные к тому времени виды энергии. И эта энергия может быть использована в военных целях.

Оппенгеймер сразу же попытался подсчитать критическую массу урана, необходимую для возникновения ядерной реакции. И в течение последующих двух лет преподавательской работы он не переставал думать об атомной проблеме

Надвигалась Вторая мировая война

Лео Сциллард, венгерский физик, эмигрировавший в США, уговорил Эйнштейна обратить внимание американского правительства на опасность, которая будет угрожать человечеству, если нацистам удастся изготовить ядерную бомбу. И 6 декабря 1941 года Белый дом принял решение ассигновать большие средства на разработку и изготовление ядерного оружия.

Осенью 1941-го лауреат Нобелевской премии Артур Комптон пригласил Оппенгеймера принять участие в работе специальной комиссии Национальной академии наук, которая в течение двух дней обсуждала проблемы использования атомной энергии в военных целях. И Оппенгеймер взял на себя руководство группой теоретической физики, которая упорно продолжала искать наилучшую модель ядерной бомбы.

Когда Соединенные Штаты вступили в войну, обстановка потребовала решительных действий. Перспектива создания атомной бомбы прояснялась с каждым днем, и та из воюющих сторон, которая первой стала бы обладательницей такой бомбы, могла быть уверена в своей полной победе.

Оппенгеймер мечтал собрать всех специалистов в одной лаборатории, в одном центре, где специалисты всех отраслей работали бы над созданием атомной бомбы под единым руководством

В августе 1942 года в результате соглашения с английским правительством американской армии было официально поручено организовать совместную работу английских и американских ученых-атомщиков над использованием атомной энергии в военных целях, и все исследовательские группы стали работать по одному плану, получившему название «Манхэттенский проект».

Оппенгеймер убедил в этом Комптона и руководителей армии. А осенью 1942 года генерал Гровс, начальник Манхэттенского проекта, предложил ему лично возглавить эту единую лабораторию.

Обвинения

Америка вступала в годы маккартизма. Двадцать первого декабря 1953 года, вскоре после возвращения Оппенгеймера из Англии, где он прочитал серию блестящих лекций по британскому радио и получил в Оксфорде диплом доктора honoris causa, его срочно вызвал в Вашингтон Льюис Страусс, ставший к тому времени председателем Комиссии по атомной энергии. После непродолжительного разговора на самые банальные темы Страусс ознакомил Оппенгеймера с текстом письма генерального директора комиссии генерала Николса.

Составленный Николсом документ представлял собой обвинительный акт, основанный на сообщениях, которые секретные службы подшивали к личному делу Оппенгеймера на протяжении десяти лет. В те времена агентство Associated Press следующим образом резюмировало основные обвинения, выдвинутые против ученого:

1. Доктор Оппенгеймер в начале войны поддерживал постоянные взаимоотношения с коммунистами.

2. В 1949 году, будучи председателем Консультативного комитета Комиссии по атомной энергии, он решительно выступал против создания водородной бомбы.

В письме выражались сомнения относительно «правдивости Оппенгеймера, его поведения и даже благонадежности».

Но уже заранее, 3 декабря, президент Эйзенхауэр отдал распоряжение «возвести глухую стену между Оппенгеймером и государственными секретными сведениями».

По материалам документа Николса состоялось административное разбирательстве перед комитетом по делам кадров Принстонского университета. Его судьями были ректор университета, крупный промышленник и профессор химии.

От обвинений, будто Оппенгеймер был советским агентом, не осталось в конце концов ничего. Комитет признал это. Но в прошлом Оппенгеймер посещал коммунистов — этого было достаточно. Двумя голосами против одного, принадлежавшего профессору химии, было решено, что кандидатура Оппенгеймера нежелательна на любых должностях, связанных с доступом к военным секретам, и его контракт советника Комиссии по атомной энергии должен быть расторгнут.

Роберт Оппенгеймер. 1959 год

Филипп Халсман

Электростатическое взаимодействие

Переходя к истории становления теории ядерных сил, имеющих две указанные выше особенности, начнём с рассмотрения того, как объясняли в
классической физике механизм электростатического взаимодействия тел. До введения в физику понятия фотона рассуждали следующим образом. Один из протонов, например протон А, совершая в некотором ритме едва заметные колебания, излучает
электромагнитную волну, которая, распространяясь во все стороны от А, достигает другого протона — В. Под её воздействием протон В начинает колебаться и, в свою очередь, излучает в пространство электромагнитную волну. Волна от протона В,
достигая протона А, изменяет характер его движения. И так далее, до бесконечности. В результате подобного бесконечно повторяющегося обмена между частицами А и В возникает сила электростатического отталкивания.

Учёт существования фотонов видоизменяет описанную картину взаимодействия: вместо обмена электромагнитными волнами частицы теперь
обмениваются фотонами. Наглядно можно представлять себе, что они как бы перебрасываются специально приготовленными мячами (фотонами), в результате такого обмена между партнерами А и В возникает электростатическое
взаимодействие. Понятно, что чем чаще обмен мячами, тем интенсивнее взаимное влияние А на В. Иначе говоря, тем больше действующая между ними электростатическая сила.

Изложенные соображения с обменом фотонами основаны на квантовой теории поля Гейзенберга—Паули, из которой следует, что если бы мяч
(фотон) имел массу, то радиус действия электростатических сил был бы не бесконечен, а имел бы конечное значение, обратно пропорциональное массе
«тяжелого фотона». Радиус действия электростатических сил бесконечно велик только потому, что масса фотонов равна в действительности нулю; лишь при этом условии радиус действия сил равен бесконечности.

Научная деятельность

Когда Энрико было всего 24 года он уже преподавал во Флорентийском и Римском университетах. Через 3 года ученый доработал предложенный Люэлином Томасом способ определения ключевых состояний многоэлектронных атомов, что позже привело к появлению теории Томаса – Ферми.

Затем Энрико сыграл заметную роль в развитии квантовой электродинамики, став автором основополагающих принципов квантования электромагнитного поля. За свои заслуги в науке, он был избран в состав Королевской академии Италии.

Интересен факт, что Ферми пришлось присягнуть на верность фашисткой партии, в противном случае его бы исключили из Академии. Стоит заметить, что в то время все итальянские ученые были обязаны состоять в рядах партии, поскольку главой Италии был Бенито Муссолини.

Позднее, за год до начала Второй мировой войны (1939-1945), Энрико выступит с критикой фашизма. Это случится после того, как Муссолини начнет внедрять и пропагандировать расовые законы. В результате, многие сотрудники Ферми будут уволены.

В 1931 г. Энрико стал член-корреспондентом АН СССР

В том же году он обосновал принцип резонанса, после чего сосредоточил свое внимание на вопросах ядерной физики. Спустя 3 года он стал автором теории бета-распада, которая стала прорывом в научном мире

В итоге, многие понятия в физике начали носить имя ученого: константа Ферми, функция Ферми, единица длины «ферми» и т.д. В 1934 г. Энрико провел ряд крупных опытов, связанных с облучением элементов нейтронами. Ему удалось выяснить, что нейроны являются самым действенным орудием для извлечения радиоактивных элементов.

Вследствие этого, было получено свыше 60 новых радиоактивных изотопов. Интересен факт, что Энрико Ферми придерживался строго графика дня на протяжении всей биографии.

Мужчина вставал с постели в 5:30 утра, после чего 2 часа трудился дома. Потом он завтракал и отправлялся в университет, где обедал и продолжал работу. Придя домой он ужинал в 20:00 и ложился спать в 21:30 вечера. Во многом, благодаря такому распорядку дня ему удалось достичь больших высот в науке.

С именем Ферми связано начало нейтронной физики. В 1938 г. он удостоился Нобелевской премии по физике за ряд работ по извлечению радиоактивных элементов с помощью бомбардировки нейтронами и за открытие ядерных реакций.

В следующем году Энрико вместе с семьей отправился за своей наградой в Швецию, но назад уже так и не вернулся. Дело в том, что его жена была еврейкой, а к тому моменту в Италии уже начали действовать антисемитские законы. Вследствие этого он решил обосноваться в США, где смог развить и представить теорию потерь энергии заряженными частицами.

Энрико Ферми награждают Нобелевской премией

В преддверии войны Ферми работал над проблемой деления ядра урана. Это привело к тому, что он стал трудиться над теорией цепной реакции в уран-графитовой системе. Позднее ученый вместе с коллегами смог добиться прогресса в этой области науки, что привело к старту разработки конструкции реактора.

В конце 1942 г. строительство реактора было окончено. Тогда же Энрико провел важный опыт, во время которого физики смогли добиться 1-й самоподдерживающейся цепной реакции. Достижения ученого заинтересовали представителей войск США, которые предложили Ферми прямое сотрудничество.

Энрико был одним из тех, кто управлял Манхеттенским проектом, под которым подразумевается секретная программа по разработке ядерного оружия. Ферми принимал участие во всех основных экспериментах, а также воочию наблюдал за первым испытанием бомбы.

Так как Энрико пользовался неоспоримым авторитетом, он был военным консультантом президента Гарри Трумэна. В послевоенные годы биографии он продолжил преподавать в университетах и работать в сфере ядерной физики, астрофизики и атомной энергии.