Enrico Fermi: biografia, początki kariery, laureat Nagrody Nobla

Młodość Enrico Fermiego, jego biografia, rodzina, pierwsze sukcesy naukowe

Enrico Fermi przyszedł na świat na początku XX wieku w Rzymie, 29 września 1901 roku. Jego ojciec Albert Fermi był urzędnikiem kolejowym, a matka, Ida Gattis nauczycielką. Enrico był trzecim z kolei ich dzieckiem. Wcześniej urodzili się Maria (w 1899) oraz Giulio (w 1900). Enrico i Giulio byli sobie bardzo bliscy, niestety ten stan rzeczy przerwała choroba Giulio. Stwierdzono u niego ropień w gardle, który próbowano usunąć chirurgicznie. Niestety Giulio zmarł w trakcie operacji 12 stycznia 1915 roku.

Już w dzieciństwie dość łatwo szło mu przyswajanie wiedzy matematycznej, ale i z nauk przyrodniczych. Miał przy tym wyjątkową pamięć. Niezwykle łatwo przychodziła mu nauka języków obcych, w swoim liceo uczył się m.in. łaciny i greki. W szkole bez problemu stał się najlepszym uczniem w klasie. Dość szybko też głownym jego „konikiem” stała się fizyka.

W roku 1918 Enrico Fermi uzyskał stypendium, które pozwoliło mu na naukę w Scuola Normale Superiore na uniwersytecie w Pizie. Cztery lata później uzyskał już stopień doktora. Już na tamtym etapie interesował się fizyką atomową, która wtedy dopiero zaczynała się rozwijać. Przez rok studiował jeszcze mechanikę kwantową na Uniwersytecie w Getyndze. W roku 1926 uzyskał dożywotni tytuł profesora fizyki teoretycznej (pierwszy tytuł przyznany tam w tej dziedzinie) na uniwersytecie w Rzymie. W 1927 roku objął posadę wykładowcy na uniwersytecie we Florencji. Z kolei w roku 1929 został z kolei najmłodszym członkiem Włoskiej Akademii Królewskiej, co stało się dzięki nominacji nie kogo innego jak samego Benito Mussoliniego.

Enrico fermi a reżim Mussoliniego, Nagroda Nobla, ucieczka do Stanów Zjednoczonych

Punktem zwrotnym w życiorysie, ale i karierze Fermiego okazało się wydarzenie polityczne: podjęcie współpracy przez Benito Mussoliniego z Adolfem Hitlerem i jego III Rzeszą w 1936 roku. Co gorsza, dla Fermiego, faszystowskie Włochy w roku 1938 przyłączyły się do działań skierowanych przeciwko Żydom. Było to dla Enrico Fermiego szczególnie ważne, ponieważ jego żona Laura była Żydówką. Laura Capon była córką admirała Augusta Capona. Enrico i Laura wzięli ślub 28 lipca 1928 roku. Para miała dwójkę dzieci. 31 stycznia 1931 roku urodziła się Nella, zaś 16 lutego 1936 roku na świat przyszedł Giulio. W praktyce ojciec Laury skorzystał z możliwości, jaką dał Żydom Mussolini w postaci złożenia wniosku o wyłączenie z podlegania prawom dotyczącym Żydów, który został rozpatrzony pozytywnie w 1939 roku, co dawało już później Laurze swobodną możliwość powrotu bez narażania się na represje. Jednakże w oczywisty sposób wszystko zmieniło się po obaleniu Mussoliniego i wejściu Niemców do Włoch.

Wracając jednak do chronologii: w późnych latach 30. Enrico Fermi postanowił nie publikować swoich tekstów w Niemczech oraz nawiązał relacje ze Stanami Zjednoczonymi, skąd otrzymał szereg propozycji pracy. Ostatecznie zdecydował się przyjąć ofertę Columbia University. Dodatkową możliwość działania umożliwił mu fakt, że pod koniec 1938 roku został uhonorowany Nagrodą Nobla za prace nad sztuczną promieniotwórczością. To dało mu możliwość opuszczenia Włoch, bowiem bezpośrednio ze Sztokholmu, w którym odebrał nagrodę, wyruszył do Stanów Zjednoczonych. Jeszcze wcześniej ustalili z Laurą, że do Szwecji zabiorą tylko niewzbudzającą podejrzeń ilość rzeczy osobistych. W dniu 2 stycznia 1939 roku znalazł się już w Nowym Jorku, później zamieszkał w New Jersey. Słynnego fizyka zgodnie z ustaleniem zatrudniono na Columbia University.

Z samą Nagrodą Nobla dla Fermiego związana jest pewna dodatkowa historia. Otóż Hitler wysłał do obozu koncentracyjnego Carla von Ossietzky’ego za ujawnienie informacji o remilitaryzacji Niemiec, który w 1936 roku został uhonorowany Pokojową Nargodą Nobla. Hitler zadecydował, że żaden Niemiec już tej nagrody nie przyjmie. Obawiano się, czy tą samą drogą nie podąży i Mussolini, w związku z czym w 1938 roku inny słynny fizyk, Niels Bohr, podczas konferencji w Kopenhadze sondował Fermiego czy ten będzie mógł przyjąć Nagrodę Nobla. Sam Fermi otrzymał łącznie aż 36 nominacji: 33 z fizyki i 3 z chemii. Sprawdź także ten artykuł z życiorysem Alberta Einsteina.

Osiągnięcia Fermiego, praca w USA, reaktor jądrowy i bomba atomowa

Odkrycia naukowe, rozszczepienie atomu, reakcje jądrowe w Chicago, Projekt Manhattan

Jeszcze w latach 20. Enrico Fermi dokonał pierwszego istotnego odkrycia, stwierdzając, że tzw. zasada wykluczenia Wolfganga Pauliego pozwalała na wyjaśnienie zachowania atomów gazów. Tak powstała statystyka Fermiego-Diraca, istotne narzędzie w statystyce kwantowej. Natomiast zdaniem J. Simpsona najważniejszym odkryciem naukowym Enrico Fermiego było stworzenie teorii rozpadu beta, w trakcie którego w pierwiastkach promieniotwórczych następuje emisja elektronów z jądra. Według Fermiego za sam proces tego rozpadu odpowiada tzw. oddziaływanie słabe, które jest co prawda silniejsze od przyciągania grawitacyjnego, ale słabsze od oddziaływań elektromagnetycznych. Enrico Fermi dowiódł, że wspomniany rozpad beta prowadzi do emisji przez jądro atomu elektronu, neutrina oraz energii. Teoria Fermiego stała się dość szybko powszechnie znana, a fizycy przyjęli ją, gdyż tłumaczyła różne problematyczne wcześniej zjawiska.

Enrico Fermi i jego życiorys, czyli nagroda Nobla, wykształcenie, osiągnięcia oraz życie prywatne
Enrico Fermi z żoną Laurą w Institute for Nuclear Studies - fot. domena publiczna

W trakcie pracy w Stanach Zjednoczonych, w roku 1939, Fermiemu udało się dokonać rozszczepienia atomu. Wspomina się, że rozszczepienie mogło mu się udać jeszcze we Włoszech, jednakże mógł tego wtedy nie zauważyć. W oczywisty sposób odkrycie to stało się potem kluczowe dla amerykańskiego programu atomowego i słynnego Projektu Manhattan. Podobno jednak sam naukowiec pierwotnie miał nie chcieć brać udziału w tych pracach.

Zmieniło się to dopiero w roku 1942, kiedy to Fermi zaprojektował oraz nadzorował budowę pod stadionem Stagg Field Uniwersytetu Chicagowskiego tzw. „stosu”, na którym planowano doprowadzić do reakcji łańcuchowej. Do konstrukcji tej oprócz promieniotwórczego tlenku uranu i tlenku uranu wykorzystano 20 ton grafitowych cegieł. Całą konstrukcję miały stabilizować kadmowe pręty, które zostały usunięte 2 grudnia. Eksperyment się powiódł: w reaktorze zaczęły zachodzić reakcje jądrowe, a na 28 minut osiągnięto stan krytyczny reaktora. Później Enrico Fermi jako Henry Farmer na dobre już zaangażował się w Projekt Manhattan, przy którym był głównym doradcą. Kiedy 16 lipca 1945 roku przeprowadzono próbną eksplozję bomby atomowej, również był przy tym obecny. Kiedy zakończyła się II wojna światowa, Enrico Fermi powrócił do pracy naukowej, tym razem na Uniwersytecie w Chicago. Był na nim profesorem w Institute for Nuclear Studies.

Choroba i śmierć Enrico Fermiego, obecność jego nazwiska w pojęciach naukowych

We wrześniu 1654 roku Enrico Fermi udał się do lekarza, od pewnego czasu doskwierały mu bowiem dziwne trudności w przełykaniu. Wykonane zdjęcia rentgenowskie niczego nie wykazały, ale ordynator szpitala (którego nie było w nim w momencie zlecania tych zdjęć) zadecydował o wykonaniu diagnostyki chirurgicznej. Podejrzewano zator w przełyku lub nowotwór. Wykonana krótka operacja wykazała to drugie: rak żołądka z przerzutami, który pozostawiał mu maksymalnie kilka miesięcy życia.

Fermi próbował zrealizować jeszcze jeden cel: wydać planowaną książkę dotyczącą fizyki jądrowej. Próbował ją podyktować, ale choroba postępowała zbyt szybko, aby mógł się w pełni skupić na treści książki. Kongres zdążył jeszcze ustanowić nagrodę dla niego za wkład w rozwój fizyki jądrowej. Przyznano mu ją 16 listopada. Enrico Fermi zmarł w swoim domu 28 listopada 1954 roku.

W wyniku odkryć Fermiego i zasług dla rozwoju fizyki nazwisko Fermiego na stałe zapisało się w różnych pojęciach naukowych i wielkościach fizycznych. Przykładowo pierwiastkowi numer 100, który został odkryty w 1952 roku, nadano nazwę ferm. W fizyce jądrowej wykorzystywana jest też bardzo mała jednostka miary. Jest to fermi, który wynosi 10-13 cm. Istnieją także tzw. fermiony, którymi są cząstki podlegające wspomnianej wcześniej statystyce Fermiego-Diraca.

Autor: Herbert Gnaś

Bibliografia:

  1. J. Simmons (red.), 100 najwybitniejszych uczonych wszech czasów, Świat Książki, Warszawa 1997.
  2. D. N. Schwartz, Ostatni człowiek, który wiedział wszystko, Copernicus Center Press, Kraków 2019.
Czy ten artykuł był dla Ciebie pomocny?
Oceń
Dla 95,0% czytelników artykuł okazał się być pomocny