] Под общей редакцией Бруно Понтекорво.
(Москва: Издательство «Наука», 1971. - Серия «Классики науки»)
Скан: AAW, обработка, формат: mor, 2010

• СОДЕРЖАНИЕ:
  От редакции (5).
  Энрико Ферми (В. Понтекорво) (9).
  1921
  1. О динамике системы жестко связанных электрических зарядов, движущейся поступательно (46).
  2. Об электростатике однородного гравитационного поля и о весе электромагнитной массы (54).
  1922
  3. О явлениях, происходящих вблизи от мировой линии (64).
  1923
  4. Разрешение существующего противоречия между электродинамической и релятивистской теориями электромагнитной массы (72).
  5. Масса в теории относительности (82).
  6. Образование изображений при помощи рентгеновских лучей (84).
  7. О весе упругих тел (90).
  8. К увлечению плоскости поляризации вращающейся средой (104).
  9. О массе излучения в пустом пространстве. (Совместно с А. Понтремоли) (108).
  10. Адиабатический принцип и системы, не допускающие введения угловых координат (111).
  11. I. Доказательство того, что нормальная механическая система в общем случае является квазиэргодической (115).
  II. О существовании квазиэргодических систем (123).
  12. Некоторые теоремы аналитической механики, важные для теории квантов (125).
  13. Ричардсоновская статистическая теория фотоэлектрического эффекта (135).
  14. К штерновскому способу вычисления константы энтропии одноатомного идеального газа (142).
  1924
  15. О вероятности квантовых состояний (146).
  16. Об отражении и рассеянии резонансного излучения (150).
  17. О квантовании систем, содержащих тождественные элементы (154).
  18. О равновесной термической ионизации (160).
  19. К теории столкновений атомов с электрически заряженными частицами (166).
  1925
  20. Об интенсивности линий мультиплета (178).
  21. О соударениях атомов с ядрами водорода (183).
  22. Об одном соотношении между постоянными инфракрасных полос трехатомных молекул (186).
  23. Влияние переменного магнитного поля на поляризацию резонансного светового излучения. (Совместно с Ф. Разетти) (188).
  24. Еще о влиянии переменного магнитного поля на поляризацию резонансного светового излучения. (Совместно с Ф. Разетти) (195).
  1926
  25. О квантовании идеального одноатомного газа (199).
  26. Об интенсивности запрещенных линий в сильных магнитных полях (214).
  27. О вращающемся электроне. (Совместно с Ф. Разетти) (220).
  28. О волновой механике процесса столкновений (227).
  29. Адиабатический принцип и понятие живой силы в новой волновой механике. (Совместно с Э. Персико) (231).
  30. Об одной формуле теории вероятностей (237).
  31. Квантовая механика и магнитный момент атома (243).
  1927
  32. Измерение отношения h/k по аномальной дисперсии паров таллия. (Совместно с Ф. Разетти) (246).
  33. Электро- и магнитооптические эффекты и их интерпретация (251).
  34. О механизме излучения в волновой механике (271).
  35. Статистический метод определения некоторых свойств атома (278).
  1928
  36. О статистическом выводе некоторых свойств атома. Приложение к теории периодической системы элементов (284).
  37. О применении статистического метода в проблеме строения атома (288).
  1929
  38. О квантовой электродинамике (302).
  39. О движении тела переменной массы (309).
  40. О комплексе 4d молекулы гелия (312).
  1930
  41. О соотношении интенсивностей в дублетах щелочных металлов (315).
  42. О магнитных моментах атомных ядер (322).
  43. Интерпретация принципа причинности в квантовой механике (337).
  44. Современная физика (343).
  45. К расчету спектров ионов (351).
  46. О квантовой электродинамике (359).
  1931
  47. Электромагнитная масса в квантовой электродинамике (364).
  1932
  48. Квантовая теория излучения (375).
  49. О взаимодействии двух электронов. (Совместно с Г. Бете) (428).
  50. Раман-эффект в молекулах и кристаллах (439).
  51. Современное состояние физики атомного ядра (458).
  52. О колебательных и вращательных полосах аммиака (474).
  1933
  53. Действие магнитного поля Земли на проникающее излучение. (Совместно с Б. Росси) (481).
  54. К теории сверхтонкой структуры. (Совместно с Э. Севре) (485).
  55. О рекомбинации электронов и позитронов. (Совместно с Дж. Уленбеком) (510).
  56. Кристалл висмута как спектрограф гамма-лучей. (Совместно с Ф. Разетти) (515).
  57. Мельчайшие частицы материи (519).
  1934
  58. К теории β-лучей (525).
  59. Орбиты ∞s элементов. (Совместно с Э. Амальди) (542).
  60. Статистическая механика (571).
  61. Радиоактивность, наведенная нейтронной бомбардировкой. I. (601).
  62. Радиоактивность, наведенная нейтронной бомбардировкой. II. (603).
  63. Возможное образование элементов с атомным номером выше 92 (605).
  64. О смещении высших спектральных линий под действием давления (611).
  65. Искусственная радиоактивность, наведенная нейтронной бомбардировкой. (Совместно с Э. Амальди, О. Д"Агостино, Ф. Разетти и Э. Сегре) (620).
  66. Естественный бета-распад (637).
  67. Влияние водородсодержащих веществ на радиоактивность, наведенную нейтронами. I. (Совместно с Э. Амальди, Б. Понтекорво, Ф. Разетти и Э. Сегре) (639).
  68. Влияние водородсодержащих веществ на радиоактивность, наведенную нейтронами. II. (Совместно с Б. Понтекорво и Ф. Разетти) (642).
  1935
  69. Искусственная радиоактивность, наведенная нейтронной бомбардировкой. II. (Совместно с Э. Амальди, О. Д"Агостино, Б. Понтекорво, Ф. Разетти и Э. Сегре) (643).
  70. О законе распределения медленных нейтронов по скоростям (675).
  71. Радиоактивность, наведенная нейтронной бомбардировкой. X. (Совместно с Э. Амалъди, О. Д"Агостино, Б. Понтекорво и Э. Сегре) (679).
  72. О рекомбинации нейтронов и протонов (684).
  1936
  73. О поглощении и диффузии медленных нейтронов. (Совместно с Э. Амальди) (691).
  74. О движении нейтронов в водородсодержащих веществах (741).
  1937
  75. Учитель: Орсо Марио Корбино (782).
  76. Искусственный генератор нейтронов. (Совместно с Э. Амальди и Ф. Разетти) (786).
  77. Памяти лорда Резерфорда (790).
  1938
  78. Воздействие бора на характеристические нейтроны иода. (Совместно с Ф. Разетти) (791).
  79. Альбедо медленных нейтронов. (Совместно с Э. Амальди и Дж. Виком) (794).
  80. Искусственная радиоактивность, возникающая при бомбардировке нейтронами (796).
  Именной указатель (805).
  Предметный указатель (810).

Энрико Ферми

Энрико Ферми

Энрико Ферми родился 29 сентября 1901 года в Риме. Он был младшим из трех детей железнодорожного служащего Альберто Ферми и урожденной Иды де Гаттис, учительницы. Несмотря на то что мать была моложе мужа на 14 лет, она обладала в семье большим авторитетом.

Еще в детстве Энрико обнаружил большие способности к математике и физике. Э. Персико, ставший позднее известным физиком, вспоминает:

«Когда я впервые встретился с Ферми, ему было 14 лет. Я с удивлением обнаружил, что мой новый товарищ не только "силен в науке", как говорилось на школьном жаргоне, но и обладает совершенно иной формой ума, чем знакомые мне мальчики, которых я считал умными ребятами и хорошими учениками…

Вспоминая чувство удивления и восхищения, которое интеллект Энрико возбуждал во мне, почти его сверстнике, я задаюсь вопросом: приходило ли мне когда-либо в голову по отношению к нему слово "гений"?… Блистательность интеллекта Энрико была слишком непривычной для меня, чтобы я мог найти для нее верное определение».

Выдающиеся познания Энрико, приобретенные в основном в результате самообразования, позволили ему поступить осенью 1918 года одновременно в Высшую Нормальную школу Пизы и на физико-математический факультет старинного Пизанского университета. В 1934 году Ферми, уже будучи знаменитым ученым, говорил: «Когда я поступил в университет, классическую физику и теорию относительности я знал почти так же, как и теперь».

Большую часть времени Ферми отводил на изучение предметов, выбранных им самим. Он писал Персико в феврале 1919 года: «Сейчас, поскольку для занятий в школе мне почти что ничего не надо делать, а я располагаю множеством книг, то я пытаюсь расширить свои знания математической физики и постараюсь сделать то же самое в области чистой математики, так как чем дальше я продвигаюсь, тем больше убеждаюсь, что для меня необходимы обе эти науки. Кроме того, изучая одну из них, изучаешь и другую тоже, и я из книг по физике несомненно почерпнул больше математики, чем из математических книг».

В июле 1922 года Ферми получил университетский диплом, и, конечно, «cum laude» (с похвалой). Приблизительно тогда же и с той же оценкой им была защищена дипломная работа в Высшей Нормальной школе.

Несмотря на огромный авторитет в Пизанском университете, Энрико там работы не предложили. Он вернулся в Рим, где, по протекции директора Физического института Римского университета сенатора Корбино, молодой талантливый ученый получил временную должность преподавателя математики в Римском университете.

В 1923 году он поехал командировку в Германию, в Геттинген, к Максу Борну. У Борна Ферми встретился с такими блестящими молодыми физиками-теоретиками, как Паули, Гейзенберг и Йордан. Но, как это ни странно, много лет спустя Ферми вспоминал об этом времени без особой радости. Геттингенские профессора ходили, по выражению физика, с видом всеведения, и им не приходило в голову, что они могли бы приободрить молодого итальянца.

По возвращении в Италию Ферми с января 1925 года до осени 1926 года работал во Флорентийском университете. Здесь он получил свою первую ученую степень «свободного доцента» и - что самое главное - создал свою знаменитую работу по квантовой статистике. В декабре 1926 года он занял должность профессора вновь учрежденной кафедры теоретической физики в Римском университете. Здесь он организовал коллектив молодых физиков: Разетти, Амальди, Сегре, Понтекорво и других, составивших итальянскую школу современной физики.

Когда в Римском университете в 1927 году была учреждена первая кафедра теоретической физики, Ферми, успевший обрести международный авторитет, был избран ее главой.

В 1928 году Ферми вступил в брак с Лаурой Капон, принадлежавшей к известной в Риме еврейской семье. У супругов Ферми родились сын и дочь.

Здесь, в столице Италии, Ферми сплотил вокруг себя несколько выдающихся ученых и основал первую в стране школу современной физики. В международных научных кругах ее стали называть группой Ферми. Через два года ученый был назначен Бенито Муссолини на почетную должность члена вновь созданной Королевской академии Италии.

Вспоминает Э. Сегре, один из членов группы Ферми:

«Между 1930 и 1934 годами физики римской группы посетили ряд заграничных лабораторий с целью овладения экспериментальными методиками, неизвестными в то время в Италии… После бурного столкновения различных мнений было решено - главным образом, под влиянием Ферми, - что лаборатория должна заняться ядерной физикой…

Случай для перехода к действительно новому направлению в ядерной физике представился в 1934 году, когда И. Кюри и Ф. Жолио открыли искусственную радиоактивность. Ферми сразу же увидел, что перед этим направлением могут открыться огромные возможности, если для бомбардировки ядер использовать нейтроны…

Опыты с нейтронами начались в 1934 году. Ферми решил проверить на опыте свою идею о том, что нейтроны способны быть мощными снарядами для осуществления ядерных превращений. Собственными руками он сделал из алюминия несколько примитивных счетчиков Гейгера-Мюллера, которые выглядели безобразно, но для поставленной цели служили исправно; затем он приступил к облучению нейтронами (от радон-бериллиевого источника) всех элементов в порядке возрастания атомного веса. Первый его источник был совсем слабый - всего 50 милликюри. В течение нескольких дней опыты не приносили успеха, но Ферми был человеком систематичным. Он начал с водорода, затем последовали литий, бериллий, бор, углерод, азот, кислород - и все безуспешно. Наконец, однако, он добился успеха, получив ожидаемый результат на фторе.

Это произошло 25 марта 1934 года, и в "Ricerca Scientifica" было сразу послано письмо с сообщением об этом результате…»

В первом сообщении, датированном 25 марта 1934 года, Ферми сообщил, что, бомбардируя алюминий и фтор, получил изотопы натрия и азота, испускающие электроны (а не позитроны, как у Жолио-Кюри). Метод нейтронной бомбардировки оказался очень эффективным, и Ферми писал, что эта высокая эффективность в осуществлении расщепления «вполне компенсирует слабость существующих нейтронных источников по сравнению с источниками альфа-частиц и протонов». Ему удалось этим методом активизировать 47 из 68 изученных элементов.

Воодушевленный успехом, он в сотрудничестве с Ф. Разетти и О. д"Агостино предпринял нейтронную бомбардировку тяжелых элементов: тория и урана. «Опыты показали, что оба элемента, предварительно очищенные от обычных активных примесей, могут сильно активизироваться при бомбардировке нейтронами».

22 октября 1934 года Ферми сделал фундаментальное открытие. Сначала в очередном эксперименте между источником нейтронов и активируемым серебряным цилиндром помещался свинцовый клин. Бруно Понтекорво, помогавший Ферми в нейтронных экспериментах, рассказывает: «Утром 22 октября 1934 года Ферми решил измерить радиоактивность серебряного цилиндра, "пропуская" нейтроны от источника не через свинцовый, а через парафиновый клин тех же размеров, который он сам быстро изготовил. Результат был ясным: парафиновый "поглотитель" не уменьшал активности, а определенно (хотя и мало) увеличивал ее. Ферми вызвал всех нас и сказал: "Это происходит, вероятно, из-за водорода в парафине; если немного парафина дает заметный эффект, посмотрим, как будет действовать большое его количество". Опыт был сразу же выполнен сначала с парафином, а затем с водой. Результаты были потрясающими: активность серебра в сотни раз превысила ту, с которой мы имели дело ранее! Ферми прекратил шум и волнение сотрудников знаменитой фразой, которую, как говорят, он повторил через 8 лет при пуске первого реактора: "Пошли обедать".

Итак, был обнаружен эффект Ферми (замедление нейтронов), открывший новую главу ядерной физики, а также новую область техники, как мы говорим сегодня, - атомную технику.

Я столь подробно рассказал об открытии медленных нейтронов потому, что здесь очень существенными были как случайные обстоятельства, так и глубина и интуиция великого ума. Когда мы спросили Ферми, почему он поставил парафиновый, а не свинцовый клин, он улыбнулся и насмешливо произнес: "С. I. F." (Con Intuito Fenomenale). По-русски это звучало бы примерно как ПФИ (по феноменальной интуиции)…»

Помимо замечательных экспериментальных результатов в том же году Ферми достиг замечательных теоретических достижений. Уже в декабрьском номере 1933 года в итальянском научном журнале были опубликованы его предварительные соображения о бета-распаде. В начале 1934 года была опубликована его классическая статья «К теории бета-лучей». Авторское резюме статьи гласит: «Предлагается количественная теория бета-распада, основанная на существовании нейтрино: при этом испускание электронов и нейтрино рассматривается по аналогии с эмиссией светового кванта возбужденным атомом в теории излучения. Выведены формулы из времени жизни ядра и для формы непрерывного спектра бета-лучей, полученные формулы сравниваются с экспериментом».

Ферми в этой теории дал жизнь гипотезе нейтрино и протонно-нейтронной модели ядра, приняв также гипотезу изотонического спина, предложенную Гейзенбергом для этой модели. Опираясь на высказанные Ферми идеи, Хидеки Юкава предсказал в 1935 году существование новой элементарной частицы, известной ныне под названием пи-мезона, или пиона.

Энрико Ферми (1901-1954) - виднейший итальянский физик, один из создателей ядерной и нейтронной физики, основатель научных школ в Италии и США, иностранный член-корреспондент АН СССР (1929). Автор многочисленных работ в области квантовой теории и физики элементарных частиц.

В 1938 году эмигрировал в США. Разработал квантовую статистику (статистика Ферми - Дирака; 1925 год), теорию бета-распада (1934). Открыл с сотрудниками искусственную радиоактивность, вызванную нейтронами, замедление нейтронов в веществе (1934). Построил первый ядерный реактор и первым осуществил в нем (2 декабря 1942 года) цепную ядерную реакцию. Нобелевская премия (1938 год).

Детство и юность

Энрико Ферми родился 29 сентября 1901 года, в Риме в семье служащего. Хотя дома никто не побуждал его заниматься науками, он еще в детстве проявлял большой интерес к математике и к физике. Большое благотворное влияние на юношу оказал коллега его отца, инженер Амидей, который впоследствии очень подробно поведал о первых шагах Энрико в науке. Он многое изучал самостоятельно по книгам. В тринадцать лет будущий физик за три дня изучил учебник по проективной геометрии, прорешав все 200 имевшихся там задач, проштудировал несколько книг по различным разделам математики и теоретической механики.

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

Можно было поступить в Римский университет, но семнадцатилетний Энрико остановил свой выбор на университете в Пизе. Для поступления туда ему нужно было пройти конкурс в Нормальную школу в Пизе и впоследствии совмещать учебу в ней с посещением лекций в университете. Ферми не только выдержал конкурс, но и вышел в нем на первое место. Впоследствии, в 1934 году Э. Ферми писал: «Когда я поступил в университет, классическую физику и теорию относительности я знал так же, как и теперь».

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.

Исключительные способности Энрико Ферми скоро были замечены не только студентами, но и преподавателями. В 1920 году он уже в присутствии ряда профессоров читал лекцию о квантовой теории (почти неизвестной тогда в Италии) в Физическом институте. Тогда же появились его первые исследования в области электродинамики и теории относительности. В воспоминаниях Энрико Персико, будущего профессора Римского университета, с которым Ферми поддерживал тесную дружбу с 14 лет, есть следующие строки о том, как тот работал: «Его метод изучения книги всегда состоял в том, что из книги он брал только данные проблемы и результаты опыта, сам обрабатывал их и затем сравнивал свои результаты с результатами автора. Иногда при проведении такой работы он ставил новые проблемы и решал их, или даже поправлял ошибочные, хотя и общепринятые решения». В качестве диссертационных дипломных работ тогда допускались только экспериментальные. Ферми защищал работу по оптике рентгеновских лучей. В 1922 году он блестяще оканчил университет и Высшую Нормальную школу.

Поддержка сенатора Корбино

Несмотря на все успехи Энрико Ферми, ему не могли предложить работы в Пизанском университете. Он вернулся в Рим, 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 Макс Борн. 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 сентября по декабрь 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.

Признание теоретиков

Одной из серьезных заслуг Ферми, начавшего преподавать в Италии, явилось быстрое формирование получившей в дальнейшем заслуженную известность итальянской школы теоретической физики. Как вспоминали впоследствии бывшие его ученики, это происходило как бы исподволь. После занятий собирались в кабинете Ферми и начиналось обсуждение заданного кем-то вопроса, часто не связанного непосредственно с тем, что только что было на занятиях. Ответ Энрико Ферми часто превращался в импровизированную лекцию. По воспоминаниям тогдашних учеников Ферми, «скорость формирования молодого физика в этой школе была невероятной». Ферми учил не только физике в прямом смысле этого слова: собственным примером «он учил страстно любить физику, равно как и понимать дух и этику этой науки». Ферми не любил предлагать темы для дипломных работ, справедливо считая, что во всех отношениях полезнее, если студент сам выберет интересную для него задачу.

Задачи же, которые тогда увлекали самого Ферми, стали вскоре научной классикой. В декабре 1925 года он независимо от английского физика Поля Дирака разработал статистику частиц с полуцелым спином - для них даже привилось название «фермионы» - ставшую одной из основ физики элементарных частиц, развивал эффективный приближенный метод расчетов многоэлектронных атомов (в квантовой, как и в классической механике задачи многих тел физики умеют решать лишь приближенно). В Рим, становившийся новым центром теоретической физики, все чаще стали приезжать коллеги из-за рубежа.

Профессура в Риме

Осенью 1926 года, заняв первое место на конкурсе, Э.Ферми стал штатным профессором на созданной в Римском университете кафедре теоретической физики. Об этом периоде его жизни в книге российского физика Бруно Максимовича Понтекорво написано: «Личная жизнь Ферми с того времени, когда он обосновался в Риме, протекала спокойно и благополучно в течение нескольких лет, примерно до 1936 года. Он женился в 1928 году на синьоре Лауре Капон; это событие десять лет спустя стало одной из причин того, что Ферми вместе с семьей покинул родину. В 1929 году Ферми был несколько неожиданно избран... членом Королевской академии Италии. Это была новая академия, созданная Бенито Муссолини для увеличения престижа фашистского режима. Члены академии получали довольно значительное вознаграждение. Избрание в академию заметно увеличило доходы Энрико Ферми, принесло звание «его превосходительства» и довольно смешной мундир».

В 1932 году Ферми избирается членом-корреспондентом старейшей итальянской Национальной академии Линчеи. «Ферми вел размеренную жизнь и почти никогда не изменял своим привычкам. Творческой работой он занимался с половины шестого утра до половины восьмого,... в институт приезжал не позже девяти утра». Лето он, если не отдыхал в Альпах, проводил за границей, где читал лекции, становившиеся вскоре основой его новых книг. Так появились «Квантовая теория излучения» и «Термодинамика» по лекциям, прочитанным в Мичиганском и Колумбийском университетах.

В числе ведущих физиков мира, Энрико Ферми в 1933 году участвовал в Брюсселе в работе Сольвеевского 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, в которых излагалась развитая им теория бета-распада.

Физика нейтронов все полнее захватывала Ферми. В 1934 году он получил первые радиоактивные изотопы при облучении веществ нейтронами. Годом позже он открыл эффект замедления нейтронов, которому суждено было в дальнейшем сыграть важнейшую роль в ядерной физике и технике. За работы по физике нейтронов Ферми в 1938 году 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.

Жизнь Энрико Ферми В Америке

Для эмиграции у ученого 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 года Ферми поступает на работу в Колумбийский университет и приступает к исследования реакции деления ядер. Эта ядерная реакция, открытая в 1938 году немецким радиохимиком Отто Ганом и Штрассманом, заняла в дальнейшем ключевое место в ядерной физике. Но тогда еще никто не знал о том, к каким военным, политическим и экономическим последствиям приведет изучение этой проблемы, и Ферми воспринял ее просто как интересное физическое явление. Этический аспект науки, по-видимому, не очень интересовал Ферми, который был равнодушен ко многому, что лежит за пределами физики, в том числе, и к политике. Рассказывают (хотя в это трудно поверить), что когда ему сообщили об атомных бомбардировках Хиросимы и Нагасаки, он не удержался от страшного в своем цинизме замечания: «А все-таки это была прекрасная физика...».

Весной 1942 года Энрико Ферми переезжает в Чикаго, где разворачиваются работы по исследованию цепных ядерных реакций (Манхэттенский проект). В декабре возглавляемая им экспериментальная группа сумела получить в первом ядерном реакторе такую самоподдерживающуюся реакцию. Путь к ядерному оружию был открыт. В 1944 году Ферми переехал в Лос-Аламос, где велись основные работы, а в июле 1945 года он уже принимал участие в испытании первой атомной бомбы.

В 1946 году Э. Ферми стал сотрудником созданного в Чикаго Института ядерных исследований. Последние годы его жизни были посвящены физике высоких энергий. Он выдвинул гипотезу о происхождении космических лучей высоких энергий, в 1950 году выступил со статистической теорией множественного образования мезонов. 1952 год отмечен его новым вкладом в физику элементарных частиц - открытием первого адронного резонанса.

В 1950 году Энрико был избран иностранным членом Лондонского Королевского, а в 1953 году - президентом Американского физического общества. Год спустя вышла его последняя книга «Лекции о пи-мезонах и нуклонах». Ферми был членом многих иностранных академий и научных обществ, в его честь назван сотый элемент таблицы Менделеева - фермий, его имя после его кончины осталось в названиях ряда научных центров, в его трудах и в памяти многих людей.

В вашем браузере отключен Javascript.
Чтобы произвести расчеты, необходимо разрешить элементы ActiveX!

Ферми (Fermi) Энрико (1901-1954), итальянский физик, один из создателей ядерной и нейтронной физики, основатель научных школ в Италии и США, иностранный член-корреспондент АН СССР (1929). В 1938 эмигрировал в США. Разработал квантовую статистику (статистика Ферми - Дирака; 1925), теорию бета-распада (1934). Открыл (с сотрудниками) искусственную радиоактивность, вызванную нейтронами, замедление нейтронов в веществе (1934). Построил первый ядерный реактор и первым осуществил в нем (2.12.1942) цепную ядерную реакцию. Нобелевская премия (1938).

ЭНРИКО ФЕРМИ

ФЕРМИ, ЭНРИКО (Fermi, Enrico) (1901–1954), итальянский физик, один из основателей ядерной физики. В 1938 был удостоен Нобелевской премии за открытие искусственной радиоактивности, обусловленной нейтронами, и создание теории замедления нейтронов. Родился 29 сентября 1901 в Риме. В 1922 окончил одновременно Пизанский университет и Пизанскую высшую нормальную школу. В 1923 работал в Гёттингенском университете у М.Борна, в 1924 – в Лейденском университете у П.Эренфеста, затем преподавал в Римском и Флорентийском университетах; в 1926 стал профессором теоретической физики Римского университета. В 1938 эмигрировал в США. В 1939–1942 – профессор Колумбийского университета, в 1942–1945 – Чикагского, с 1946 – профессор Института ядерных исследований в Чикаго. В 1944–1945 был заведующим отделом Лос-Аламосской лаборатории. Исследования Ферми относятся к области ядерной физики, статистической механики, физики высоких энергий, астрофизики. В 1926 была опубликована его знаменитая работа по статистической механике частиц, подчиняющихся принципу Паули (частиц с полуцелым спином). Она послужила фундаментом т.н. статистики Ферми – Дирака, которая объясняла поведение электронов в твердых телах (электропроводность, электронную эмиссию, термоэлектрический эффект и т.д.), а также многие явления в самых разных разделах физики – от ядерной физики до астрофизики. В 1933–1934 Ферми создал количественную теорию b-распада. В 1934 открыл искусственную радиоактивность элементов, облучаемых нейтронами, высказал идею получения таким способом новых, трансурановых элементов. В 1936 открыл поглощение нейтронов. Все эти работы положили начало нейтронной физике.

В 1939 независимо от Ф.Жолио-Кюри и Л.Сциларда Ферми экспериментально доказал, что при бомбардировке ядер урана медленными нейтронами испускаются новые нейтроны, и постулировал существование цепной ядерной реакции. В 1941 впервые зарегистрировал нейтроны, испускаемые при спонтанном делении ядер. Проведя опыты по замедлению нейтронов в графите, разработал метод определения критических размеров реакционной среды. Ферми руководил созданием первого ядерного реактора; 2 декабря 1942 на этом реакторе была запущена самоподдерживающаяся цепная реакция.

Поздние работы ученого относятся к физике высоких энергий. В 1949 он разработал теорию происхождения космических лучей, вместе с Ч.Янгом предложил составную модель элементарных частиц, в которой в качестве фундаментальных частиц фигурировали нуклоны и антинуклоны (модель Ферми – Янга).

В честь Ферми назван 100-й элемент в таблице Менделеева – фермий. В США учреждена премия его имени, его имя присвоено Чикагскому институту ядерных исследований.

Использованы материалы энциклопедии "Мир вокруг нас"

Ферми Энрико

Энрико Ферми родился 29 сентября 1901 года в Риме. В 1918 году он поступил в Высшую нормальную школу при Пизанском университете. Затем Энрико получил временную должность преподавателя математики для химиков в Римском университете. В 1923 году он получает командировку в Германию, в Геттинген, к Максу Борну. По возвращении в Италию Ферми с января 1925 года до осени 1926 года работает во Флорентийском университете. Здесь он получает свою первую ученую степень "свободного доцента" и создает работу по квантовой статистике. В декабре 1926 года он занял должность профессора вновь учрежденной кафедры теоретической физики в Римском университете.

Когда в Римском университете в 1927 году была учреждена первая кафедра теоретической физики, Ферми был избран ее главой.

Весной 1934 года Ферми начал облучать элементы нейтронами. 25 марта 1934 года, Ферми сообщил, что бомбардируя алюминий и фтор, получил изотопы натрия и азота, испускающие электроны. Метод нейтронной бомбардировки оказался очень эффективным.

При бомбардировке урана - девяносто второго элемента, самого тяжелого из встречающихся в природе, он получили сложную смесь изотопов. Химический анализ не обнаружил в ней ни изотопов урана, ни изотопов соседнего элемента. Возникло подозрение, что экспериментаторам удалось получить искусственный элемент с атомным номером 93. Директор лаборатории Орсо Корбино, не дожидаясь контрольных анализов, объявил об успешном синтезе девяносто третьего элемента. В действительности же Ферми не синтезировал элемент, а вызвал деление урана.

22 октября 1934 года Ферми, поместив между источником нейтронов и активируемым серебряным цилиндром парафиновый клин, Ферми заметил, что клин не уменьшает активность нейтронов, а несколько увеличивает ее. Проведя опыт сначала с парафином, потом с водой, Ферми констатировал увеличение активности в сотни раз. Опыты Ферми обнаружили огромную эффективность медленных нейтронов.

В начале 1934 года была опубликована его классическая статья "К теории бета-лучей". Ферми в этой теории дал жизнь гипотезе нейтрино и протонно-нейтронной модели ядра, приняв также гипотезу изотонического спина. После принятия итальянским правительством в сентябре 1938 года антисемитских гражданских законов Ферми и его жена, еврейка по национальности, решили эмигрировать в США. Приняв приглашение Колумбийского университета занять должность профессора физики, Ферми информировал итальянские власти о том, что он уезжает в Америку на полгода.

В 1938 году Ферми была присуждена Нобелевская премия по физике.

На переговорах с Управлением военно-морского флота в 1939 году Ферми упомянул о возможности создания атомного оружия на основе цепной реакции с мощным выделением энергии. Он получил финансирование для продолжения своих исследований.

В 1942 году, когда в США был создан Манхэттенский проект для работ по созданию атомной бомбы, ответственность за исследование цепной реакции и получение плутония была возложена на Ферми, имевшего с юридической точки зрения статус "иностранца - подданного враждебной державы". На следующий год исследования были перенесены из Колумбийского в Чикагский университет, в котором Ферми как председатель подсекции теоретических аспектов Уранового комитета руководил созданием первого в мире ядерного реактора.

2 декабря 1942 года кадмиевые регулирующие стержни, поглощающие нейтроны, были медленно выдвинуты, чтобы запустить первую в мире самоподдерживающуюся цепную реакцию.

Несколько позднее Ферми был назначен руководителем отдела современной физики в новой лаборатории, созданной для создания атомной бомбы в засекреченном Лос-Аламосе (штат Нью-Мексико). Ферми был свидетелем первого взрыва атомной бомбы 16 июля 1945 года близ Аламогордо (штат Нью-Мексико).

После завершения в 1945 году в Чикаго строительства циклотрона (ускорителя частиц) Ферми начал эксперименты по изучению взаимодействия между незадолго до того открытыми пи-мезонами и нейтронами. Он умер от рака желудка 30 ноября 1954 года.

Использованы материалы сайта http://100top.ru/encyclopedia/

ЛИТЕРАТУРА

Ферми Э. Научные труды, тт. 1–2. М., 1971–1972

Понтекорво Б., Покровский В. Энрико Ферми в воспоминаниях учеников и друзей. М., 1972

Сегре Э. Энрико Ферми. М., 1973

Энрико Ферми (итал. Enrico Fermi). Родился 29 сентября 1901 года в Риме - умер 28 ноября 1954 года в Чикаго. Итальянский физик, наиболее известный благодаря созданию первого в мире ядерного реактора, внёсший большой вклад в развитие ядерной физики, физики элементарных частиц, квантовой и статистической механики. Считается одним из «отцов атомной бомбы». За свою жизнь он получил несколько патентов, связанных с использованием атомной энергии. Лауреат Нобелевской премии по физике 1938 года «за доказательство существования новых радиоактивных элементов, полученных при облучении нейтронами, и связанное с этим открытие ядерных реакций, вызываемых медленными нейтронами». Ферми был одним из немногих физиков, преуспевших как в теоретической физике, так и в экспериментальной.

Член Национальной академии деи Линчеи (1935), иностранный член-корреспондент АН СССР (1929). Он создал теории бета-распада, замедления нейтронов. В 1939 году ввёл понятие цепной реакции и позже принял участие в атомном проекте.

В его честь названы распределение Ферми - Дирака, модель Томаса - Ферми, химический элемент фермий и др.

Ферми родился в 1901 году в Риме в итальянской семье. Отец - железнодорожный служащий Альберто Ферми, потомок крестьян из Пьяченцы, мать - учительница Ида де Гаттис, из семьи военных из Бари. Кроме Энрико, в семье были старшая сестра и старший брат Джулио, с которым Энрико был очень дружен. Мальчики вместе мастерили электромоторы и проводили разные физические опыты.

В 1915 году Джулио умер в ходе операции по удалению абсцесса в гортани, после чего характер Энрико стал более замкнутым. Всё своё свободное время мальчик посвящал чтению книг по физике и математике.

Первой книгой по физике, прочитанной Энрико, был найденный им на базаре на площади Кампо деи Фиори 900-страничный латинский учебник Андреа Караффо «Elementorum physicae mathematicae» (1840). В нём рассматривались основы как математики, так и астрономии, классической механики, оптики и акустики. Адольфо Амидеи, коллега Альберто Ферми, заметил глубокий интерес молодого Ферми к науке стал помогать ему в выборе литературы для обучения. Вместе со своим другом Энрико Персико Ферми проводил разнообразные физические опыты, в частности, пытался определить точную плотность питьевой воды.

В ноябре 1918 года Ферми поступил в Высшую нормальную школу в Пизе. Через четыре года, в 1922 году, он успешно её закончил и получил степень в Пизанском университете за свои эксперименты с рентгеновскими лучами. Кроме экспериментальной работы, Ферми публикует большое количество работ по общей теории относительности. Ввиду отсутствия штатных мест для физика в учебных заведениях Италии, Ферми отправляется на стажировку к Максу Борну в Гёттингенский университет.

По возвращении в Италию Ферми принимает участие в конкурсах на должность профессора физики в Пизанском и Флорентийском университетах, в последнем из которых выигрывает. До начала работы во Флоренции Ферми принимает приглашение Пауля Эренфеста, переданное ему Георгом Уленбеком, стажироваться в Лейденском университете. Способности Ферми были высоко оценены Эренфестом. Это стало поворотным моментом в карьере Ферми и заставило его поверить в свои силы.

В 1925 году он стал преподавать в Флорентийском и Римском университетах. А в декабре 1925 года он независимо от Поля Дирака разработал статистику частиц с полуцелым спином, подчиняющихся принципу Паули, которые позднее назвали фермионами.

В 1926 году Ферми был назначен на должность профессора Римского университета. В его жизни начался очень плодотворный период. В 1928 году он развил предложенный Л. Томасом метод определения основных состояний многоэлектронных атомов (теория Томаса - Ферми). Также в 1929-1930 гг. Ферми внёс принципиальный вклад в становление квантовой электродинамики, разработав канонические правила квантования электромагнитного поля, которые отличались от подхода Гейзенберга - Паули. В 1928 году 27-летнего Ферми избирают членом Королевской Академии наук Италии, а ещё через год - член-корреспондентом АН СССР.

После 1932 года Ферми концентрируется на проблемах ядерной физики. В 1934 году он создал первую количественную теорию бета-распада, известную также как четырёхфермионная теория слабого взаимодействия. Суть её заключается в том, что при бета-распаде в одной точке взаимодействуют четыре фермиона (протон, нейтрон, электрон и нейтрино).

Четырёхфермионная теория стала прототипом современной теории слабых взаимодействий элементарных частиц, хотя само предположение о непосредственном взаимодействии четырёх частиц оказалось ошибочным. Ввиду значимости вклада Ферми в теоретические исследования слабого взаимодействия и бета-распада, ряд понятий в этой области физики носит его имя; так, константа, определяющая интенсивность слабого взаимодействия в современной Стандартной модели физики элементарных частиц, называется константой Ферми (GF); существует функция Ферми (не путать с функцией Ферми - Дирака), описывающая влияние заряда ядра на движение возникающего при бета-распаде электрона; известны правила отбора Ферми (соотношения между спином и чётностью начального и конечного состояния ядер), выполняющиеся для бета-распадов, известных как разрешённые фермиевские переходы. Кроме того, применяющаяся в ядерной физике единица длины носит название ферми (10−13 см).

В 1934 году Ферми выполнил первые крупные экспериментальные работы в области ядерной физики, связанные с облучением элементов нейтронами. Сразу же после открытия Ф. Жолио-Кюри искусственной радиоактивности Ферми пришёл к выводу, что нейтроны, поскольку они не имеют заряда и не будут отталкиваться ядрами, должны быть наиболее эффективным орудием для получения радиоактивных элементов, в том числе трансурановых. Это оригинальное решение оказалось очень плодотворным - было получено более 60 новых радиоактивных изотопов и открыто замедление нейтронов (эффект Ферми), в 1936 году было открыто селективное поглощение нейтронов.

Ферми, как и многие итальянские учёные того времени, состоял в фашистской партии. Вместе с тем, в 1928 году он женился на Лауре Капон, которая происходила из известной еврейской семьи, и к 1938 году у них было двое детей: Нелла и Джулио.

Работа группы Ферми получила очень высокую оценку в научном мире, она также явилась началом нейтронной физики. Эффект Ферми (явление замедления нейтронов веществами, состоящими из лёгких атомов) оказался востребован в атомной технике. За серию работ по получению радиоактивных элементов путём бомбардировки нейтронами и за открытие ядерных реакций под действием медленных нейтронов в 1938 году Энрико Ферми была присуждена Нобелевская премия по физике.

Выехав в 1939 году для её получения в Стокгольм вместе с семьёй, Ферми не вернулся в Италию, так как в то время итальянскими властями были приняты законы, существенно ужесточившие положение евреев. Он переезжает в США, где пять университетов предложили ему место профессора физики. Ферми выбрал Колумбийский университет в Нью-Йорке, где и работал с 1939 по 1942 год.

В 1939 году он разработал теорию потерь энергии заряженными частицами на ионизацию вещества с учётом его поляризации.

В январе 1939 года Ферми высказал мысль, что при делении ядра урана следует ожидать испускания быстрых нейтронов и что, если число вылетевших нейтронов будет больше, чем число поглощенных, то тогда путь к цепной реакции будет открыт (до него это теоретически предсказал, но не смог получить Лео Силард). Проведённый эксперимент подтвердил наличие быстрых нейтронов, хотя их число на один акт деления осталось не очень достаточно определённым.

В то же время Ферми начал работать над теорией цепной реакции в уран-графитовой системе. К весне 1941 года эта теория разрабатывалась, а уже летом началась серия экспериментов, главной задачей которых являлось измерение нейтронного потока. Совместно с Г. Андерсоном было поставлено около тридцати опытов, и в июне 1942 года был получен коэффициент размножения нейтронов больше единицы. Это означало возможность получения цепной реакции в достаточно большой решетке из урана и графита и послужило началом разработки конструкции реактора. Ферми сделал поправку к полученному значению коэффициента размножения и учел это в размерах планируемого котла, разработал метод определения критических размеров системы. Кроме того, боясь, что атмосферный азот будет хорошо поглощать нейтроны, Ферми настоял на том, чтобы все огромное устройство реактора было помещено в гигантскую палатку из материи для оболочек аэростатов. Таким образом появилась возможность поддерживать соответствующий состав атмосферы, окружающей реактор. Постройка реактора началась в Металлургической лаборатории Чикагского университета в октябре, а закончилась 2 декабря 1942 года.

В самодельной лаборатории под стадионом Stagg Field Stadium на этом реакторе был проведен эксперимент, продемонстрировавший первую самоподдерживающуюся цепную реакцию. Работы металлургической лаборатории были инициированы правительством США, которое собиралось использовать результаты в военных целях. Поиском материалов для металлургической лаборатории занимался Артур Комптон, он же пригласил Ферми в проект, отправившись для этого в Колумбийский университет. Последующие два года Ферми продолжал эксперименты с реактором, а также занимался разработкой нового реактора для Аргоннской национальной лаборатории, расположенной в окрестностях Чикаго.

В 1944 году Ферми со своей женой Лаурой принял американское гражданство. Некоторое время он работал над разработкой плутония с компанией DuPont, а в августе 1944 года стал работать в Лос-Аламосской Национальной лаборатории в Нью-Мексико. Ферми был одним из руководителей Манхеттенского проекта. Ферми наблюдал над многими экспериментами проекта, в частности первым испытанием бомбы в Аламогордо. Он был одним из научных консультантов президента Трумана по вопросам использования бомбы в военных целях.

В 1946 году он возвратился в Чикаго и занял должность профессора в Институте ядерных исследований, который сейчас носит его имя. Он продолжил свои исследования в области ядерной физики и физики элементарных частиц. Помимо этого, с 1950 года он стал одним из первых членов Комитета советников при Комиссии по атомной энергии.

Ферми был очень одержим и увлечён наукой. В возрасте около 50 лет, имея огромнейший запас знаний в области ядерной энергетики, он изменил направление своей научной деятельности и начал заниматься физикой частиц высоких энергий и астрофизикой. И здесь он совершил множество открытий: создал теорию происхождения космических лучей и раскрыл механизм ускорения частиц в них (1949), разработал статистическую теорию множественного рождения мезонов (1950), открыл изотопический квадруплет, ставший первым адронным резонансом (1952), изучал взаимодействие протонов с пи-мезонами.

Главной из особенностей физических идей Ферми является их долголетие. Ряд последних работ этого ученого был оценён лишь после его смерти. Одной из них является его совместная работа с Ч. Янгом по составным моделям элементарных частиц, в которой в качестве основных частиц рассматривались нуклоны и антинуклоны (она также известна как модель Ферми - Янга). Когда она появилась, то многие, даже многие физики-теоретики были удивлены её «бессодержательностью». Но вскоре на основе работы Ферми - Янга появились новые модельные схемы, сыгравшие большую роль в развитии физики элементарных частиц. Одной из последних таких моделей является модель кварков.

На склоне лет Ферми, по словам Э. Сегре, собирался написать книгу, посвящённую тем трудным вопросам физики, кажущимися элементарными, он начал даже их собирать. Но у него не осталось на это времени. В 1946 году Ферми сказал, что сделал лишь одну треть всей своей работы. Две трети он так усердно пытался сделать, что уплотнял свой рабочий день до предела. По словам Понтекорво, «одна треть», которую успел сделать Ферми из намеченного им плана, достойна 6 - 8 Нобелевских премий, которые навсегда сохранят в науке имя этого исключительного одарённого учёного.

Лето 1954 года Ферми провёл в Европе, находясь на последней стадии рака желудка. Он побывал с лекциями во Франции, Германии и Италии, встретился со старыми друзьями. По возвращении в Чикаго, два месяца Ферми посещал различные медицинские процедуры. Он умер во сне 28 ноября 1954 года в возрасте 53 лет.

Незадолго до смерти Ферми Комиссия по атомной энергии учредила специальную премию для учёного. В 1956 году эта премия стала носить имя Премия Энрико Ферми и вручаться регулярно. Премией награждаются учёные, внесшие выдающийся вклад в области исследования, использования и производства энергии. В его честь назван 100-й химический элемент - фермий. Его имя носят Чикагский институт ядерных исследований, Национальная ускорительная лаборатория (Фермилаб) и космический телескоп, а также улицы во многих итальянских городах.

На сайте Аргоннской национальной лаборатории он назван «последним универсальным учёным» (англ. last universal scientist).

Ученики Энрико Ферми:

Ферми является создателем крупной научной школы. Среди его учеников времен работы в Римском университете (конец 1920-х - 1930-е годы) - Э. Амальди, Ф. Разетти, Э. Сегре, Б. Понтекорво, Дж. Бернардини, Дж. Вик, Э. Майорана, Б. Росси, Дж. Рака, Дж. Оккиалини и др. В 1940-е - 1950-е годы в Чикаго учениками Ферми являлись Г. Андерсон, М. Гелл-Манн, М. Гольдбергер, Ц. Ли, Ч. Ян, Дж. Чу, О. Чемберлен, М. Розенблют, Дж. Штейнбергер и др.