ФЕРМИ ЭНРИКО (1901-1954)

ФЕРМИ ЭНРИКО (1901-1954)

ФЕРМИ ЭНРИКО (1901-1954)

Энрико Ферми родился в 1901 году в Риме, в семье железнодорожного служащего. Старший брат Энрико, Джулио оказывал на него огромное влияние. В результате Энрико развивался раньше своих лет.

Братьев сближала общая любовь к механике. То были романтические годы рождения авиации, да и электричество еще не потеряло своей привлекательности для молодежи. Джулио и Энрико строили электрические двигатели, чертили проекты авиационных моторов. Это увлечение конструированием различных моделей в школьные годы явилось основой той поразительной ловкости в экспериментальной работе, которая так удачно дополняла замечательный дар к теоретической физике, характеризовавший взрослого Энрико Ферми.

С какой-то яростью набрасывался юный Энрико на научные и технические книги. Приготовление школьных уроков отнимало у него сравнительно мало времени, ибо он был намного способнее своих товарищей по классу. Поэтому Энрико мог спокойно предаваться чтению самых разнообразных книг, часто старинных. Постепенно накапливается огромное количество отрывочных пока знаний.

В это период Ферми впервые попытался осознать теорию сложного физического явления. Этим явлением было… вращение волчка. Действительно, почему вращающийся волчок, если его наклонить, восстанавливает вертикальное положение своей оси? Энрико не мог обрести покоя до тех пор, пока не создал теорию, удовлетворившую его жажду знаний.

Летом 1918 г., пройдя трехгодичный курс лицея за два года, Ферми получил диплом, и встал вопрос, где продолжать учебу. Его особенно привлекала физика, по которой он прочитал больше всего книг, в том числе, огромные тома курса физики русского профессора Хвольсона, в которых подробно описывались многочисленные экспериментальные установки.

Можно было поступить в Римский университет, но 17-летний Энрико остановил свой выбор на университете в Пизе. Для поступления туда ему нужно было пройти конкурс в Высшую королевскую Нормальную школу в Пизе и впоследствии совмещать учебу в ней с посещением лекций в университете.

Одна из тем вступительных экзаменов называлась «отличительные свойства звуков». Профессор Питарелли, принимавший экзамен, был поражен познаниями, проявленными молодым Ферми. Во многом, как и прежде, Ферми оставался самоучкой, к его учебе по книгам преподаватели мало что могли добавить. Он выработал весьма эффективную систему самостоятельных занятий, в чем можно убедиться по его тогдашним конспектам. Феноменальная память позволяла ему также быстро изучать иностранные языки.

Но Энрико не был замкнутым математиком, лишенным способности воспринимать все остальное. Он страстно увлекался и литературой, бегло читал по-латыни, был способен декламировать наизусть целые песни из «Божественной комедии» Данте.

В июле 1922 года, после четырех лет учения в Пизе, Энрико Ферми было присвоено звание доктора физических наук с высшей оценкой.

Исключительные способности Ферми скоро были замечены не только студентами, но и преподавателями. В 1920 г. он уже в присутствии ряда профессоров читал лекцию по квантовой теории (почти неизвестной в Италии) в Физическом институте. Тогда же появились его первые исследования в области электродинамики и теории относительности.

В качестве диссертационных (дипломных) работ тогда допускались только экспериментальные. Ферми защищал работу по оптике рентгеновских лучей. В 1922 году он блестяще окончил и университет и Высшую Нормальную школу.

С 1924 года Ферми преподавал в Римском и Флорентийском университетах, где читал курс механики и математики. В возрасте 24-х лет Энрико Ферми впервые разрешил одну из великих загадок физики: поведение атомов идеального одноатомного газа. В 1926 г. он опубликовал сообщение «О квантовании идеального одноатомного газа».

Среди многочисленных практических применений этой теории следует прежде всего отметить исследования Ферми и других ученых по электропроводности и теплопроводности металла, в котором свободные электроны атомов ведут себя так же, как газ, состоящий из корпускул, и подчиняющийся «статистике Ферми». Довольно скоро ученые-атомники стали называть «фермионами» элементарные частицы, которые подчиняются открытой Ферми закономерности.

В дальнейшем Ферми разработал модель атомного ядра. В его модели протоны и нейтроны представлены как корпускулы двух выродившихся газов, заключенных внутри маленького сферического пространства, соответствующего по размерам атомному ядру.

Примерно к 1932 год внешняя структура атома была хорошо описана. Поэтому физики стали приглядываться к атомному ядру. До тех пор ядро рассматривалось как монолитный блок, в который невозможно проникнуть. 1932 год, год открытия нейтрона, знаменует переворот в атомной физике. Только теперь становится ясной структура атомного ядра, вследствие чего стала понятной таблица Менделеева: ведь открытие нейтрона дало возможность объяснить значения масс атомных ядер, как раньше открытие протона позволило объяснить величину их электрического заряда.

В числе ведущих физиков мира Ферми в 1933 году участвует в Брюсселе в работе Сольвейского конгресса по ядерной физике. К тому времени начатые им недавно работы по физике нейтронов уже получили известность. Но особенно высоко были оценены его работы 1933 году, в которых излагалась развитая им теория бета - распада.

Ферми публикует работу «Попытка теоретического обоснования бета - излучения», в которой изложил свою гипотезу объяснения радиоактивного излучения, связанного с испусканием электронов. Таким образом, он создал количественную теорию бета - распада, основанную на предположении физика Паули, что бета - частицы испускаются одновременно с нейтронами. Эта теория явилась прототипом современных теорий о взаимодействии частиц.

Физика нейтронов все полнее захватывает Ферми. В период с 1934 по 1938 год Ферми и его школой были сделаны крупные экспериментальные и теоретические разработки в области нейтронной физики. Ферми впервые наблюдал искусственную радиоактивность урана, вызванную нейтронной бомбардировкой. Тогда же им было открыто явление замедления нейтронов и создана полная теория данного процесса.

За работы по физике нейтронов Ферми в 1938 г. была вручена Нобелевская премия в Стокгольме, откуда он уже не вернулся в Италию, а вместе с семьей уехал в Нью-Йорк. Так началась жизнь в Америке. Для эмиграции были веские основания. Политический климат в фашистской Италии стал заметно ухудшаться с 1936 года, в частности, начали появляться антисемитские законы, которые могли угрожать жене Ферми - итальянке еврейского происхождения.

В январе 1939 г. Ферми поступает на работу в Колумбийский университет и приступает к исследованиям реакции деления ядер. Эта ядерная реакция, открытая в 1938 г. Ганом и Штрассманом, заняла в дальнейшем ключевое место в ядерной физике.

В 1942 году Ферми с группой сотрудников Чикагского университета впервые осуществил в созданном ими урановом реакторе цепную реакцию, показав возможность практического использования ядерной энергии. Путь к ядерному оружию был открыт. С 1942 по 1945 год Ферми вместе с другими учеными непосредственно работал в Лос-Аламосе, создавая атомную бомбу. К необходимости участия в этом проекте его привело опасение, что фашисты могут сделать атомную бомбу первыми, а что представляют собой фашисты, Ферми знал уже на собственном опыте…

Ферми был членом многих иностранных академий и научных обществ, иностранный член АН СССР (с 1929 г.). В его честь назван 100-й химический элемент - фермий.

Летом 1954 года Ферми отправляется в Европу, где участвует в работах конференции по пионам в Варесе и в семинаре по космическим лучам в Шамони. Измученным и похудевшим возвращается Ферми в Чикаго и покорно позволяет врачам капитально исследовать себя. И врачи определяют у него рак в запущенной форме, когда операция уже бессмысленна.

Он все понимает, все знает. Его «сократовское спокойствие», по выражению одного из очевидцев в эти недели, производят глубокое впечатление на всех окружающих.



Рассказы об ученых по физике.