Он родился 29 сентября 1901 года в Риме и стал одним из тех физиков, чьи работы изменили не только науку, но и ход мировой истории. Энрико Ферми – итальяно-американский физик, лауреат Нобелевской премии, создатель первого в мире управляемого ядерного реактора. Он умер 28 ноября 1954 года в Чикаго в возрасте 53 лет.
Вундеркинд из Рима
Отец Ферми был железнодорожным служащим, мать – школьной учительницей. Мальчик рано проявил необычайные способности к математике и физике и поступил в Высшую нормальную школу в Пизе, которую окончил в 1922 году.
Уже в 1926 году, в возрасте всего 24 лет, он стал профессором теоретической физики Римского университета. Его ранние работы касались статистической механики: именно его именем названы “статистика Ферми – Дирака” и “фермионы” – частицы, подчиняющиеся этой статистике. Он также разработал теорию бета-распада.
Нейтроны и Нобелевская премия
Ключевым направлением его работы стало облучение веществ нейтронами для получения новых радиоактивных изотопов. Ферми обнаружил, что если замедлить нейтроны с помощью парафина, их эффективность резко возрастает. Это открытие стало основой для управления ядерными реакциями.
В 1938 году ему присудили Нобелевскую премию по физике за работу по искусственной радиоактивности, вызванной нейтронной бомбардировкой. Поездку в Стокгольм за премией он использовал как возможность покинуть фашистскую Италию: его жена Лаура была еврейкой, а в стране уже действовали расовые законы. Из Швеции семья уехала прямо в Соединённые Штаты.
Чикагская поленница и Манхэттенский проект
В США Ферми работал сначала в Колумбийском университете, затем в Чикагском. В декабре 1942 года он возглавил группу, которая осуществила первую в мире контролируемую цепную ядерную реакцию – в зале под западными трибунами стадиона Стагг-Филд в Чикагском университете, в рамках Манхэттенского проекта. Установка получила название “Чикагская поленница-1”.
Позже он был одной из ключевых фигур в Лос-Аламосе и присутствовал при испытании “Тринити”.
Фермиевская оценка
Ферми славился умением быстро оценивать порядок величин. Самый известный пример: во время испытания ядерного взрыва он бросал обрывки бумаги и по тому, насколько далеко их отнесло ударной волной, оценивал мощность взрыва. Такой подход к приближённым расчётам позже стали называть “задачей Ферми”.
Классический пример такой задачи – оценка числа настройщиков пианино в большом городе. Метод требует разбить задачу на несколько простых шагов, каждый из которых можно оценить с точностью до порядка, и перемножить результаты. Именно так Ферми учил студентов мыслить о величинах, которые невозможно измерить напрямую.
Он выступал против разработки водородной бомбы по моральным соображениям и, по свидетельствам, конфликтовал по этому вопросу с Эдвардом Теллером.
Помимо физики, Ферми интересовался самыми разными областями и охотно применял свои методы за пределами лаборатории. Его лекции пользовались огромной популярностью: он умел объяснять сложные вещи простым языком, не теряя точности.
После войны
Вернувшись в Чикаго, Ферми занялся физикой элементарных частиц, получил первые свидетельства слабого взаимодействия и предложил теорию бета-распада, носящую его имя. Он также одним из первых поставил вопрос, который сегодня известен как парадокс Ферми: если внеземные цивилизации существуют, почему мы не видим их следов?
Его именем названы химический элемент фермий, Национальная ускорительная лаборатория Ферми (Фермилаб), гамма-телескоп Ферми и внесистемная единица длины “ферми”.
В Чикаго вокруг него сложилась одна из сильнейших физических школ своего времени. Среди его учеников и сотрудников – учёные, позже получившие собственные Нобелевские премии. Ферми требовал от студентов самостоятельности и не любил, когда к нему приходили с вопросом, на который можно ответить самому.
Он успевал работать сразу в нескольких направлениях: от теории бета-распада до экспериментов на ускорителях. Такая широта в середине двадцатого века ещё была возможна, но уже тогда встречалась редко.
Семья и последние годы
В 1928 году Ферми женился на Лауре Капон. У них родились дочь Нелла и сын Джулио, умерший в младенчестве. Физик много курил. Он скончался от рака желудка в Чикаго 28 ноября 1954 года.
Хронология жизни
| Год | Событие |
|---|---|
| 1901 | Родился 29 сентября в Риме |
| 1922 | Окончил Высшую нормальную школу в Пизе |
| 1926 | Профессор теоретической физики в Риме в 24 года |
| 1928 | Женился на Лауре Капон |
| 1938 | Нобелевская премия по физике; эмиграция в США |
| 1942 | Первая контролируемая цепная ядерная реакция в Чикаго |
| 1945 | Участие в работе Лос-Аламоса |
| 1954 | Умер 28 ноября в Чикаго |
Наследие
Ферми соединил в себе теоретика и экспериментатора редкого масштаба. Он одинаково уверенно работал с уравнениями и с приборами, и именно это позволило ему первым перевести ядерную физику из области теории в область практики.
Его научная школа воспитала несколько поколений физиков, а его имя стало нарицательным для целого стиля мышления – быстрого, точного и не боящегося приблизительных оценок. Он считается одним из последних универсалов физики двадцатого века.
Историки науки отмечают, что без работы Ферми по замедлению нейтронов ядерная программа США вряд ли продвинулась бы так быстро. При этом сам он не любил публичности и почти не участвовал в политических дискуссиях, предпочитая лабораторию.
Его ранняя смерть в 53 года прервала работу, которая могла бы дать ещё немало результатов. Многие коллеги считали, что лучшие его идеи остались невысказанными.
