ФЕРМИ (Fermi) Энрико (1901—1954)
физик, лауреат Нобелевской премии по физике, 1938 г.

Энрико Ферми родился 29 сентября 1901 года в Риме. Он был младшим из троих детей железнодорожного служащего Альберто Ферми и учительницы Иды Ферми (урожденной де Гаттис). Еще в детстве Энрико обнаружил большие способности к математике и физике. Его выдающиеся познания в этих науках, приобретенные в основном в результате самообразования, позволили ему получить в 1918 году стипендию и поступить в Высшую нормальную школу при Пи-занском университете. Уже через четыре года, в 1922 году, Ферми получил докторскую степень по физике с отличием за работу по экспериментальному исследованию рентгеновских лучей.

В том же году он получил от итальянского правительства стипендию, позволившую ему продолжать изучение современной физики в Германии, у Макса Борна, возглавлявшего в то время отделение теоретической физики Геттингенского университета, и в Нидерландах, у Пауля Эренфеста в Лейденском университете.

В 1924 году Энрико Ферми приступил к чтению лекций по математической физике и механике во Флорентийском университете. В первые годы его исследования затрагивали проблемы общей теории относительности, статистической механики, квантовой теории и теории электронов в твердом теле. В 1926 году им была разработана новая разновидность статистической механики, подсказанная принципами запрета Вольфганга Паули. Она позволяла успешно описывать поведение электронов, а позднее была применена к протонам и нейтронам. Статистика Ферми позволила лучше понять электропроводность металлов и привела к построению более эффективной модели атома.

Когда в Римском университете в 1927 году была учреждена первая в Италии кафедра теоретической физики, Энрико Ферми, успевший обрести международный авторитет, был избран ее главой. В Риме Ферми сплотил вокруг себя целый ряд выдающихся ученых и основал первую в Италии школу современной физики. В международных научных кругах ее стали называть группой Ферми. Через два года по личному распоряжению Бенито Муссолини Ферми был назначен на почетную должность члена вновь созданной Королевской академии Италии. В 1928 году Энрико Ферми женился на Лауре Капон, у них в семье было двое детей — сын и дочь.

В начале 1930-х годов Ферми сосредоточил свое внимание на исследовании атомного ядра. В 1934 году он предложил теорию бета-распада, позволившую объяснить, каким образом ядро спонтанно испускает электроны и роль в этих процессах нейтрино — частиц, лишенных электрического заряда и не обнаруженных тогда экспериментально. Существование таких частиц было постулировано за несколько лет до этого швейцарским физиком Вольфгангом Паули (1900—1958), а название придумано Энрико Ферми. (Нейтрино было экспериментально идентифицировано лишь в 1956 году, уже после смерти выдающегося итальянского ученого.) Теория бета-распада Ферми затрагивала новый тип сил, получивших название слабого взаимодействия. По интенсивности слабое взаимодействие во много раз уступает сильному, удерживающему вместе нуклоны — частицы, из которых состоит ядро. Эта идея явилась настолько революционной для своего времени, что статья Ферми о бета-распаде была отвергнута из-за своей новизны английским журналом «Nature».

В 1932 году английский физик Джеймс Чедвик (1891 —1974) открыл нейтрон, электрически нейтральную элементарную частицу с массой, незначительно превышающей массу протона. Ферми по достоинству оценил значение нейтрона как мощного средства инициирования ядерных реакций. В 1934 году французские ученые Фредерик Жолио и Ирен Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность. Продолжая эти исследования, Ферми и его сотрудники в Риме принялись бомбардировать нейтронами каждый элемент периодической таблицы в надежде получить новые радиоактивные изотопы с помощью присоединения нейтронов к ядрам. В результате итальянскими учеными были получены сотни новых радиоактивных изотопов.

В 1935 году, через несколько месяцев после начала экспериментов, Ферми и его сотрудники обнаружили, что если нейтроны замедлить, пропуская через воду и парафин, то они более эффективно инициируют ядерные реакции. Замедление нейтронов обусловлено их столкновениями с ядрами водорода (протонами), в больших количествах содержащихся в этих средах. При столкновениях нейтронов и протонов значительная часть энергии нейтронов теряется, так как массы этих частиц почти равны.

Тем временем в Италии все большую силу набирала фашистская диктатура Муссолини. В 1935 году итальянская агрессия против Эфиопии привела к экономическим санкциям со стороны членов Лиги Наций, а в 1936-м Италия заключила союз с нацистской Германией. Группа Ферми в Римском университете начала распадаться. Многие ученые начали покидать Италию. После принятия итальянским правительством в сентябре 1938 года антисемитских гражданских законов Ферми и его жена, еврейка по национальности, решили эмигрировать в США. Энрико Ферми принял приглашение Колумбийского университета занять должность профессора физики.

В том же 1938 году Ферми была присуждена Нобелевская премия по физике. В решении Нобелевского комитета говорилось, что премия присуждена ученому «за доказательство существования новых радиоактивных элементов, полученных при облучении нейтронами, и связанное с этим открытие ядерных реакций, вызываемых медленными нейтронами». «Наряду с выдающимися открытиями Ферми всеобщее признание получили его искусство экспериментатора, поразительная изобретательность и интуиция, позволившая пролить новый свет на структуру ядра и открыть новые горизонты для будущего развития атомных исследований», — заявил в своей речи представитель Нобелевского комитета.

Во время церемонии вручения премии, состоявшейся в декабре 1938 года в Стокгольме, Ферми обменялся рукопожатием с королем Швеции, вместо того чтобы приветствовать того фашистским салютом, за что подвергся нападкам в итальянской печати. Сразу же после торжеств Ферми отправился за океан. По прибытии в Соединенные Штаты Ферми, как и всем эмигрантам того времени, пришлось пройти тест на проверку умственных способностей. Нобелевского лауреата попросили сложить два числа.

В это время в Германии было осуществлено расщепление урана путем бомбардировки его нейтронами. Многие физики начали обсуждать возможность цепной реакции. Если всякий раз, когда нейтрон расщепляет атом урана, испускались новые нейтроны, то они могли бы, сталкиваясь с другими атомами урана, порождать новые нейтроны и тем самым вызвать незатухающую цепную реакцию. Так как при каждом делении урана высвобождается большое количество энергии, цепная реакция могла бы сопровождаться колоссальным ее выделением. Если бы удалось сделать такую цепную реакцию управляемой, то уран стал бы взрывчатым веществом неслыханной силы.

В 1939 году Ферми впервые упомянул о возможности создания атомного оружия на основе цепной реакции с мощным выделением энергии. Ученому удалось заинтересовать этой идеей власти США и получить щедрое финансирование для продолжения своих исследований. В ходе работы Ферми и еще один итальянский физик, Эмилио Сегре, бывший его студент, установили возможность использования в качестве «взрывчатки» для атомной бомбы тогда еще не открытого элемента плутония.

Когда в США был создан Манхэттен-ский проект для работ по созданию атомной бомбы, ответственность за исследование цепной реакции и получение плутония была возложена на Ферми. Вскоре исследования были перенесены из Колумбийского в Чикагский университет, в котором Ферми руководил созданием первого в мире ядерного реактора. 2 декабря 1942 года реактор был запущен. Именно эту дату можно считать началом атомного века. Несколько позднее Ферми был назначен руководителем отдела современной физики в новой лаборатории, созданной под руководством Роберта Оппенгеймера для создания атомной бомбы в строго засекреченном местечке Лос-Аламосе (штат Нью-Мексико). Ферми и его семья стали гражданами Соединенных Штатов в июле 1944 года, а в следующем месяце они переехали в Лос-Аламос. Ферми был свидетелем первого взрыва атомной бомбы 16 июля 1945 года близ Аламогордо (штат Нью-Мексико).

После войны Ферми вернулся в Чикагский университет, чтобы занять пост профессора физики и стать сотрудником вновь созданного при Чикагском университете Института ядерных исследований, который ныне носит его имя. После завершения в 1945 году в Чикаго строительства циклотрона Ферми начал эксперименты по изучению взаимодействия между незадолго до того открытыми пи-мезонами и нейтронами. Ученому принадлежит также теоретическое объяснение происхождения космических лучей и источника их высокой энергии.

Энрико Ферми был великолепным педагогом и славился как непревзойденный лектор. Среди его учеников — целый ряд крупнейших ученых-физиков, лауреатов Нобелевской премии. Перечисление наград, премий и званий, которых был удостоен Энрико Ферми, заняло бы несколько листов. Его именем был назван новый химический элемент № 100, открытый в 1955 году, а также целый ряд фундаментальных физических понятий, в том числе поверхность Ферми, энергия Ферми, газ Ферми, жидкость Ферми, частица Ферми (фермион) и т. д.

Выдающийся ученый скончался в расцвете творческих сил от рака желудка 28 ноября 1954 года в Чикаго.

К списку лауреатов