エンリコ・フェルミ
エンリコ・フェルミ（Enrico Fermi）（1901年9月29日 – 1954年11月28日）は、 イタリア系アメリカ人の物理学者である。 彼はヴォルフガング・パウリ（Wolfgang Pauli）の応急の解決策を理論に仕立て、 ニュートリノにその名を与え、 最初の原子炉を建設した。
彼は20世紀の物理学者のうち、 理論家としても実験家としても同じように重要な業績を残した数少ない一人とされている。
経歴
フェルミはローマで育ち、 1922年にピサで学位を取得した。 26歳でローマの講座を得て、 そこに若い物理学者の一団を集めた。 彼らはパニスペルナ通りの少年たちとして知られるようになった。 その中にはエットーレ・マヨラナ（Ettore Majorana）と、 ブルーノ・ポンテコルボ（Bruno Pontecorvo）がいた。
1938年、彼は中性子照射に関する業績によってノーベル賞を受けた。 ストックホルムでの授賞式からイタリアへは戻らず、 アメリカ合衆国へ向かった。 妻ラウラ（Laura）はユダヤ人であり、 ファシストの人種法がその少し前に発効していたからである。
ベータ崩壊の理論
ニュートリノ物理学へのフェルミの最も重要な寄与は1933年末に生まれた。 パウリは粒子を提唱した。 フェルミはそれに対する計算を与えた。
彼の着想は新しかった。 彼はベータ崩壊を、 すでに存在する粒子が放り出される過程としてではなく、 新たな生成として記述した。 中性子が陽子へと変わり、 その際に電子と反ニュートリノが同じ瞬間に生じる。 原子が、それ以前は原子の中になかった光子を放出するのと同じである。
この考えから、 崩壊率とエネルギースペクトルの形についての式が導かれた。 どちらも測定でき、どちらも一致した。
これによってパウリの粒子はもはや言い逃れではなく、 検証可能な理論の構成要素となった。 そこに現れる結合定数は今日までフェルミの名を冠しており、 弱い相互作用の基本量の一つである。
拒絶された論文
フェルミはこの理論をNatureに投稿した。 同誌は、現実からあまりに隔たった思弁を含んでいるという理由で拒絶した。
そこで彼はそれをイタリア語でRicerca Scientificaに、 1934年にはドイツ語でZeitschrift für Physikに発表した。
この拒絶は今日、 科学史でもっともよく知られた誤った判断の一つとされている。 それは同時に、 検出できない粒子という考えが当時の物理学からいかに遠かったかを示すものでもある。
名前
ローマでの議論の際、 フェルミはパウリの軽い粒子とチャドウィック（Chadwick）の重い中性子との違いを、 縮小形を用いて解いてみせたと伝えられる。 ニュートリノ、すなわち小さな中性のものである。
この名は残った。 あらゆる言語で、翻訳されることなく。
Chicago Pile-1
フェルミの二つ目の大きな業績はニュートリノ物理学の外にあるが、 その測定の前史に属している。 1942年12月2日、 シカゴ大学の運動場の観覧席の下で、 最初の制御された核連鎖反応が成し遂げられた。
装置は黒鉛の煉瓦とウランからなり、 綱に吊るされたカドミウム棒によって制御された。 斧を持った一人の男が、 その綱を断ち切るために待機していた。 遮蔽はなかった。
この系譜から原子炉が生まれ、 それとともに、 1956年に最初のニュートリノ検出が成し遂げられた源が生まれた。 原子炉は、 ほかのどの人工の施設も到達しない数の反ニュートリノを供給する。
その後の影響
フェルミは1954年、 53歳で胃癌のため亡くなった。 放射性物質を扱った仕事の晩発影響と推定されている。
彼の名はいたるところに見られる。 元素のフェルミウム、フェルミ研究所、 固体物理学のフェルミ準位、フェルミ・ディラック統計である。 彼の博士課程の学生であったジャック・シュタインバーガー（Jack Steinberger）は、 1988年に第二のニュートリノの検出によって自身もノーベル賞を受けた。
関連項目
- ヴォルフガング・パウリ — 提案
- ベータ崩壊 — その過程
- 弱い相互作用 — その背後にある力
- エットーレ・マヨラナ — ローマにおける協力者
出典
- E. Fermi: Versuch einer Theorie der β-Strahlen, Zeitschrift für Physik 88, 161 (1934).
- ノーベル財団: ノーベル物理学賞1938年。