Энрико Ферми
Энрико Ферми (29 сентября 1901 – 28 ноября 1954) — итало-американский физик. Он превратил вынужденное решение Вольфганга Паули в теорию, дал нейтрино его имя и построил первый ядерный реактор.
Он считается одним из немногих физиков XX века, которые в равной мере совершили значительное и как теоретики, и как экспериментаторы.
Путь
Ферми вырос в Риме и в 1922 году защитил диссертацию в Пизе. В двадцать шесть лет он получил кафедру в Риме и собрал вокруг себя группу молодых физиков, ставшую известной как ребята с виа Панисперна, — среди них Этторе Майорана и Бруно Понтекорво.
В 1938 году он получил Нобелевскую премию за свои работы по облучению нейтронами. С вручения премии в Стокгольме он вернулся не в Италию, а в Соединённые Штаты — его жена Лаура была еврейкой, а фашистские расовые законы вступили в силу незадолго до того.
Теория бета-распада
Важнейший вклад Ферми в физику нейтрино возник в конце 1933 года. Паули предложил частицу; Ферми доставил к ней расчёт.
Его подход был нов. Он описал бета-распад не как выбрасывание уже имеющихся частиц, а как новое возникновение: нейтрон превращается в протон, и при этом в тот же миг рождаются электрон и антинейтрино — так же, как атом испускает фотон, которого до того в нём не было.
Из этого представления следовала формула для скорости распада и для формы энергетического спектра. И то и другое поддавалось измерению, и то и другое подтвердилось.
Тем самым частица Паули перестала быть отговоркой и стала составной частью проверяемой теории. Входящая в неё константа связи по сей день носит имя Ферми и является одной из основных величин слабого взаимодействия.
Отклонённая работа
Ферми подал теорию в Nature. Журнал отказал — с обоснованием, что она содержит умозрения, слишком далёкие от действительности.
После этого он опубликовал её по-итальянски в Ricerca Scientifica и в 1934 году по-немецки в Zeitschrift für Physik.
Сегодня этот отказ считается одной из самых известных ошибок в оценке за всю историю науки. Одновременно он служит свидетельством того, насколько чуждо было тогдашней физике представление о необнаружимой частице.
Имя
Рассказывают, что при одном обсуждении в Риме Ферми разрешил различие между лёгкой частицей Паули и тяжёлым нейтроном Чедвика уменьшительной формой: нейтрино, маленькая нейтральная штучка.
Имя осталось — во всех языках, без перевода.
Chicago Pile-1
Второе большое достижение Ферми лежит вне физики нейтрино, но относится к предыстории её измерений. 2 декабря 1942 года под трибуной спортивной площадки Чикагского университета удалась первая управляемая ядерная цепная реакция.
Установка состояла из графитовых кирпичей и урана и управлялась кадмиевыми стержнями, висевшими на канате; наготове стоял человек с топором, чтобы его перерубить. Защиты не было.
Из этой линии вышли ядерные реакторы, а вместе с ними и тот источник, на котором в 1956 году удалось первое обнаружение нейтрино: реактор поставляет антинейтрино в количестве, какого не достигает никакая другая искусственная установка.
Наследие
Ферми умер в 1954 году в возрасте 53 лет от рака желудка, предположительно как позднее последствие своей работы с радиоактивным материалом.
Его имя встречается повсюду: в элементе фермий, в Фермилабе, в уровне Ферми физики твёрдого тела, в статистике Ферми — Дирака. Его аспирант Джек Штайнбергер в 1988 году сам получил Нобелевскую премию за обнаружение второго сорта нейтрино.
Связанные понятия
- Вольфганг Паули — предложение
- Бета-распад — процесс
- Слабое взаимодействие — сила, стоящая за ним
- Этторе Майорана — его сотрудник в Риме
Источники
- E. Fermi: Versuch einer Theorie der β-Strahlen, Zeitschrift für Physik 88, 161 (1934).
- Нобелевский фонд: Нобелевская премия по физике 1938.