Enrico Fermi Smithsonian Institution / Flickr
Enrico Fermi gab der Welt durch seine Arbeit den ersten Prototyp Kernreaktor und trug auch immens zur Entwicklung der ersten Atombombe bei. Beide Technologien haben sich als große Vorteile erwiesen und unglaublich zerstörerische Waffen zu unserer modernen Welt.
Abgesehen von Ethik und Moral der Atomkraft und der Waffen haben seine Beiträge dazu beigetragen, die Welt für immer zu verändern, zum Guten oder Schlechten.
Enrico Fermi wurde 1901 in Italien geboren. Seine frühen Forschungen befassten sich mit allgemeiner Relativitätstheorie und Quantenmechanik. Er würde das Potenzial der Kernphysik schnell erkennen und sein Leben dafür einsetzen.
Enricos Erfolge würden ihm das einbringen Nobelpreis 1938 ein Ereignis, das sowohl eine Ehre als auch ein Lebensretter war. Später baute er den ersten Kernreaktor und arbeitete am Manhattan-Projekt. Fermi beendete 1954 seine Tage zu Hause in Chicago.
Enrico Fermi wurde sogar im Periodensystem mit Element 100 geehrt, F Hermium unter seinem Namen
Wir hoffen, dass diese kurze Biographie von Enrico Fermi dem Mann gerecht wird.
Frühes Leben
Enrico Fermi wurde am 29. September 1901 in Rom in Italien geboren. Enrico war das dritte Kind von Alberto und Ida de Gattis Fermi. Seine Mutter Ida war eine bemerkenswerte Frau für sich. Sie wurde als Lehrerin ausgebildetwar hochintelligent und spielte eine wichtige Rolle bei der Erziehung ihrer Kinder.
Sein Vater Alberto war der Hauptinspektor des Kommunikationsministeriums der italienischen Regierung.
Enrico Fermi besuchte ein örtliches Gymnasium und zeigte schnell eine Begabung für Mathematik und Physik. Dieses Talent wurde von den Kollegen seines Vaters gefördert und entwickelt, zu denen auch A. Amidei gehörte.
Im sehr jungen Alter von 14 Jahren starb Enrico Fermis ältester Bruder auf tragische Weise plötzlich. Enrico stand seinem Bruder sehr nahe und war durch das Ereignis am Boden zerstört, und dies soll ein wesentlicher Faktor für sein Interesse an Physik sein.
Seine Eltern bemerkten Fermis starken emotionalen Schmerz und ermutigten ihn, sich auf sein Studium zu konzentrieren. Zufällig stieß er auf ein paar Physikbücher, die ein halbes Jahrhundert zuvor geschrieben worden waren, und war völlig begeistert.
Während seiner prägenden Teenagerjahre führten Enrico und seine Freunde verschiedene physikalische Experimente nur zum Spaß durch. Dazu gehörte das Testen der Dichte der Wasserversorgung in Rom, wie Sie es tun.
Vom Studenten zum Arzt: Enrico Fermis Studium
Fermi erhielt 1918 ein Stipendium an der renommierten Scuola Normale Superiore Universität in Pisa, Italien. Tatsächlich war sein Einstiegsaufsatz so beeindruckend, dass er schnell zum Doktorandenprogramm bei Professor Puccianti gelangte. Fermi schloss ihn 1922 mit Auszeichnung ab.
Im folgenden Jahr, 1923, gewann er sogar ein Rockefeller-Stipendium, das ihm mehrere Monate beim renommierten Physiker Max Born in Göttingen gewährte.
Nachdem Fermi erfolgreich ein Rockefeller-Stipendium erhalten hatte, zog er 1924 nach Leyden, um mit P. Ehrenfest zusammenzuarbeiten. Anschließend kehrte er zwischen 1924 und 1926 nach Italien zurück, um eine Stelle als Dozent für mathematische Physik und Mechanik an der Universität zu übernehmenFlorenz.
1926 entdeckte Enrico Fermi die statistischen Gesetze für Partikel, die dem Ausschlussprinzip von Pauli unterliegen. Diese Gesetze werden heute als Fermi-Statistiken bezeichnet.
Diese Partikel sind jetzt als Fermionen bekannt, die sich von Bosonen abheben, die der Bose-Einstein-Statistik entsprechen.
Fermi wurde 1927 zum Professor für Theoretische Physik an der Universität Rom gewählt. Er behielt diesen Posten etwas mehr als ein Jahrzehnt bei, bevor globale politische Ereignisse sein Leben für immer dramatisch verändern würden.
Enrico Fermi und die Beta-Partikelzerfallstheorie
Enrico Fermis frühe Karriere in Italien beschäftigte ihn hauptsächlich mit elektrodynamischen Problemen. Er verfolgte auch theoretische Untersuchungen zu verschiedenen spektroskopischen Phänomenen.
Irgendwann in seiner Amtszeit würde Fermi sein Leben für immer erheblich verändern, indem er seinen Fokus von den äußeren Elektronen auf den Atomkern verlagerte.
Angesichts seiner bisherigen Erfolge sollte es keine Überraschung sein, dass Enrico Fermis Karriere in Physik und Privatleben florierte. Er war 1928 bald mit Laura Capon verheiratet. Sie war die Tochter einer angesehenen jüdischen Familie in Rom.
Fermis wichtigste Arbeit stand kurz vor dem Beginn. Zu diesem Zeitpunkt entwickelte er die Beta-Partikelzerfallstheorie.
Dies würde frühere Arbeiten zur Strahlung mit Paulis Konzept des Neutrinos verschmelzen. Nach der Entdeckung der künstlichen Radioaktivität durch Curie und Joliot im Jahr 1934 zeigte Fermi, dass in nahezu jedem Element eine Kerntransformation stattfinden kann.
Diese sehr wichtige Arbeit würde im selben Jahr zur Entdeckung langsamer Neutronen führen. Dies würde schnell zur Entdeckung der Kernspaltung und zur Produktion von Elementen führen, die jenseits des bestehenden Periodensystems liegen.
Eines der Atome, die Enrico Fermi erfolgreich spalten konnte, war das scheinbar harmlose Uran. Diese Arbeit würde letztendlich zur Entdeckung verlangsamender Neutronen führen, die der Vorläufer für das Aufkommen der Kernspaltung waren.
Bis 1938 war Enrico Fermi zweifellos der größte Experte für Neutronen.
Der Nobelpreis hilft Enrico Fermi bei der Flucht nach Amerika
Seine Erkenntnisse und Erfolge führten letztendlich dazu, dass Enrico Fermi 1938 den Nobelpreis für Physik erhielt "für seine Arbeit mit künstlicher Radioaktivität, die von Neutronen erzeugt wird, und für Kernreaktionen, die durch langsame Neutronen hervorgerufen werden".
Wie sich herausstellte, war dies nicht nur eine große Ehre, sondern würde letztendlich Fermi und seiner Familie das Leben retten. Das Gespenst des Faschismus hatte gerade Italien infiziert und der Antisemitismus wurde offen zur Schau gestellt.
Die Zeremonie fand in Stockholm, Schweden, statt, was Fermi eine perfekte Ausrede gab, Italien zu verlassen und die Freiheit zu haben, nach Amerika zu fliehen.
Enrico Fermis amerikanischer Traum in Chicago
Als Fermi sicher in den USA war, wurde er 1939 zum Professor für Physik an der New Yorker Columbia University ernannt. Seine Arbeit hier führte zu einer der größten und zerstörerischsten Entdeckungen in der Geschichte des Menschen.
Hahn und Strassmann hatten die Phänomene der Kernspaltung Anfang 1939 entdeckt. Diese Entdeckung wurde sofort von Fermi gewürdigt, der die Möglichkeit der Emission von sekundären Neutronen und möglicherweise einer Kettenreaktion verstand.
Während er an der Columbia University war, stellte Enrico Fermi fest, dass Uran-Neutronen, wenn sie in eine andere Probe spaltenden Urans emittiert würden, diese Atome weiter spalten und eine Kettenreaktion auslösen könnten. Dies klingt nicht nur beeindruckend, sondern entfesselt auch enormEnergiemengen.
Enricos Experimente führten am 3. Dezember 1942 in Chicago zur ersten kontrollierten nuklearen Kettenreaktion in Chicago. Dies geschah tatsächlich unter dem Sportstadion von Chicago auf einem Squashplatz ist das ironisch, wir sind uns nicht sicher?.
Natürlich war die Welt zu dieser Zeit in eines der zerstörerischsten Ereignisse der Menschheitsgeschichte, den Zweiten Weltkrieg, gestürzt.
Seine Arbeit war nicht unbemerkt geblieben und er wurde schnell für das Manhattan-Projekt rekrutiert. Wie wir alle heute wissen, bestand das Hauptziel dieses Projekts darin, die Kraft des Atoms zu nutzen, um eine unglaublich mächtige Kriegswaffe herzustellen.
Fermi und seine Frau festigten auch ihr Engagement für das Land, das sie geschützt hatte, indem sie 1944 offiziell Staatsbürger wurden.
Enrico Fermi lehnt die H-Bombe ab und verurteilt sie
Nach Kriegsende wurde Enrico Fermi in den Allgemeinen Beirat der Atomenergiekommission berufen. Im Oktober 1949 trat die Kommission zusammen, um die Machbarkeit einer Leistungssteigerung der kürzlich fertiggestellten Atombomben zu erörtern, die entfesselt wurdenauf Japan.
Der Vorschlag zur Entwicklung von Wasserstoffbomben entsetzte Fermi, eine Haltung, zu der er hartnäckig stand. Er war Mitverfasser eines vernichtenden Nachtrags zum Bericht des Komitees, in dem die H-Bombe ohne Zweifel verurteilt wurde.
Präsident Harry S. Truman befahl die Entwicklung der Bombe unabhängig und ignorierte die Warnungen von Enrico Fermi.
Fermi kehrte später nach Los Alamos, New Mexico, zurück, um bei den Berechnungen zu helfen, in der Hoffnung, dass er beweisen könnte, dass die Superbombe unpraktisch wäre.
Wie die Geschichte sagt, war er eindeutig erfolglos.
Die Kernreaktion Chicago Pile-1 unter einem Feld
Chicago Pile-1 CP-1 war der weltweit erste künstliche Kernreaktor. Der Reaktor wurde unter dem Weststand des Stagg-Feldes in einem verlassenen gebaut. Squashplatz . Stagg Field war ein Fußballstadion für die University of Chicago. Nach allem war der Stand zum Zeitpunkt des Tests überflüssig.
Enrico Fermi würde den Apparat später als "einen rohen Haufen schwarzer Ziegel und Holzhölzer" beschreiben. Nun, das erfüllt uns mit Sicherheit mit Zuversicht.
Die Montage des Reaktors begann im November 1942 unter der direkten Aufsicht von Fermi. Natürlich konnte ein solches Unterfangen nicht von einem einzigen Mann abgeschlossen werden. Zu Fermis Team gehörten Herbert L. Anderson, Walter Zinn, Martin D. Whitaker und GeorgeWeil.
Der grundlegende, fast Jerry-manipulierte Apparat wurde herum gebaut 45.000 Graphitblöcke und Holz mit einem Gesamtgewicht von 360 Tonnen . Dies sollte als Neutronenmoderator des Reaktors fungieren.
Uranoxid oder Pulver wurde zu "Hockey Puck" -Stücken geformt und in die Blöcke eingeführt.
Diese Uranoxid- "Puck" -Blöcke wurden von Enrico Fermi und anderen Projektkoordinatoren nach eigenem Ermessen in einem diktierten Muster angeordnet. Ein Kontrollstab wurde ebenfalls mitgeliefert, um die Reaktion zu steuern, wie dies moderne Kontrollstäbe in aktuellen Reaktoren tun.
Bau von Chicago Pile-1
Im Gegensatz zu nachfolgenden Reaktoren fehlte Chicago Pile-1 eine signifikante Strahlenabschirmung oder sogar Kühlsysteme. Dies war kein Versehen, der Reaktor wurde jedoch nur mit geringer Leistung etwa einem halben Watt betrieben.
Die gesamte Struktur sollte ungefähr kugelförmig sein, wurde jedoch im Verlauf der Arbeiten geändert.
Fermi hatte berechnet, dass die kritische Masse der Kettenreaktion erreicht werden kann, ohne die Struktur wie geplant zu vervollständigen.
CP-1 wurde später 1943 nach Red Gate Woods verlegt und neu konfiguriert, um als Chicago Pile-2 bezeichnet zu werden. Dieser Reaktor wurde tatsächlich bis 1954 betrieben, als er endgültig außer Betrieb genommen und begraben wurde.
Die Stagg Field-Stände wurden später im August 1957 abgerissen, und das Gelände wurde sowohl als nationales historisches Wahrzeichen der USA als auch als Wahrzeichen von Chicago ausgewiesen.
Wie hat der Chicago Pile-1 funktioniert?
Der Stapel bestand aus Graphitblöcken und einer hölzernen "Wiegen" -Struktur an der Außenseite. Die Uran / Graphit-Blöcke waren in einer grob kugelförmigen Struktur angeordnet, um die Wahrscheinlichkeit einer "Kritikalität" für die Reaktion zu maximieren.
Am 2. Dezember begannen die Tests. George Well wurde mit der Bedienung der Steuerstange für das Experiment beauftragt. Seine Rolle sollte nicht unterschätzt werden.
Jede falsche Bewegung und Reaktion hätte kritisch werden und viele Menschenleben ernsthaft ruinieren können.
Die Steuerstange war effektiv ein Messstab mit einem Stück Cadmium darüber, roh, aber effektiv.
Der Test begann am Morgen bis zur Mittagszeit, wobei Enrico Fermi Well diktierte, die Stäbe herauszuziehen. Die Neutronenspiegel würden dann überwacht, um die "Reaktion" des Reaktors zu sehen.
Wie zu erwarten, würde der Pegel dramatisch ansteigen und sich dann abflachen.
Dies wäre ein Hinweis auf die "Nähe" zur Kritikalität, die für eine sich selbst tragende Kernspaltung erforderlich ist.
Beobachter würden später bemerken, dass sie etwas nervös werden würden, wenn die Messwerte der Kritikalität nahe kommen würden. Die Spannungen nahmen zu, bis Fermi erklärte, dass das Experiment zum Mittagessen abgebrochen werden sollte.
Die Experimente würden dann fortgesetzt und weiter "ihr Glück schieben", bis Fermi erklärte, das Experiment sei abgebrochen.
“ Da war Fermis Gesicht - man sah in ihm kein Anzeichen von Hochstimmung. Das Experiment hatte genau so funktioniert, wie er es erwartet hatte, und das war es. Cool und gesammelt - Fermis Gesicht war das eines kompetenten Mannes, der sich mit dem einen beschäftigtewichtiger Job. ”- Arthur Compton.
Die gesamte Veranstaltung wurde mit einer einzigen Flasche Chianti und einigen Pappbechern gefeiert, oh, und viel Klatschen und Toasten. Angesichts der Größe der Veranstaltung eine ziemlich zivilisierte Feier. Das muss ein interessantes Experiment gewesen sein.
Enrico Fermis Rolle im Manhattan-Projekt
" Die Person, die mich unter all den Menschen, die ich dort getroffen habe, am meisten beeindruckt, war Fermi. Er war wirklich ein außergewöhnlicher Mann. Er war zufällig Physiker, aber ich denke, er hätte jeden Beruf ausüben können, sei es durch Zufall oder durch ZufallDesign und außerordentlich gut gemacht . "- Crawford Greenewalt
Chicago Pile-1 diente einem doppelten Zweck, als das Team feststellte, dass "Kritikalität" tatsächlich praktisch ist, war die potenzielle Energiequelle der Technologie offensichtlich.
Aber die eigentliche Absicht des Projekts bestand darin, das Atom zu bewaffnen.
In dieser Rolle würden die Ergebnisse der Chicagoer Versuchsreihe letztendlich einen kritischen Bestandteil des berühmten Manhattan-Projekts bilden.
Das Manhattan-Projekt war zu dieser Zeit praktisch ein Traumteam wissenschaftlicher Persönlichkeiten. Enrico Fermi war in jeder Hinsicht einer der bedeutendsten. Seine bisherigen Erfolge, einschließlich der Chicago Pile-Versuchsreihe, festigten seinen Platzdas Team und in die Geschichte.
Fermi war persönlich an vielen der wichtigsten Meilensteine des Projekts beteiligt. Er war speziell am Nachweis des Spaltungskonzepts beteiligt und leistete einen wichtigen Beitrag, als der X-10-Graphitreaktor und der B-Reaktor Kritikalität erreichten.
Er war auch stark am Trinity-Test beteiligt.
Enrico Fermis Einfluss und seine Kollegen
Fermi war ein angesehener Lehrer und Meister der theoretischen und experimentellen Physik, wie wir gesehen haben. Er wurde sogar "Der Papst" genannt.
Nach den massiven Erfolgen in Chicago rekrutierte Oppenheimer Fermi offiziell für die Manhattan-Projekt . Enrico Fermi wurde 1944 stellvertretender Direktor des Labors in Los Alamos.
Fermi hat persönlich die erste Uranbrennstoffschnecke in den unglücklichen B-Reaktor in Hanford eingesetzt. In Zusammenarbeit mit John Wheeler hat Fermi festgestellt, dass eine Xenonvergiftung für die Ursache verantwortlich ist. mysteriöses Herunterfahren des Reaktors.
Fermi spielte nicht nur eine wichtige Rolle während des Projekts, sondern beeindruckte auch seine Kollegen massiv. Unter anderem Leona Marshall Libby , ein enger Freund von ihm, würde sich später erinnern :-
„Er war ein wunderbar weiser Direktor wissenschaftlicher Bemühungen in dem Sinne, dass er genau wusste, wo er vorsichtig sein musste, und er konnte sehr häufig erraten, wann es nicht notwendig war, genauere Messungen durchzuführen. Er hatte ein sehr gutes Gespür für den Grad vonAufwand, der das gewünschte Ergebnis liefert, ohne es zu verschwenden “
Fermis veröffentlichte Werke
Enrico Fermi hat zahlreiche Artikel sowohl in der theoretischen als auch in der experimentellen Physik verfasst. Zu Fermis wichtigeren Beiträgen zur Physik gehören :-
- "Sulla quantizzazione del gas perfetto monoatomico", Rend. Accad. Naz. Lincei, 1935 auch in Z. Phys., 1936 über die Grundlagen der Statistik des elektronischen Gases und der Gase aus Partikeln, die dem Pauli-Prinzip entsprechen.
- Mehrere Artikel veröffentlicht in Rend. Accad. Naz. Lincei, 1927-28, beschäftigen sich mit dem statistischen Modell des Atoms Thomas-Fermi-Atommodell und geben eine semiquantitative Methode zur Berechnung der atomaren Eigenschaften an. Ein Lebenslauf dieser Arbeit wurde von Fermi im Band veröffentlicht : Quantentheorie und Chemie, herausgegeben von H. Falkenhagen, Leipzig, 1928.
- "Uber die magnetischen Momente der AtomKerne", Z. Phys., 1930 ist eine quantitative Theorie der Hyperfeinstrukturen von Spektrallinien. Die magnetischen Momente einiger Kerne werden daraus abgeleitet.
- "Tentativo di una teoria dei raggi ß", Ricerca Scientifica, 1933 auch Z. Phys., 1934 schlägt eine Theorie der Emission von ß-Strahlen vor, die auf der von Pauli erstmals vorgeschlagenen Hypothese der Existenz des Neutrinos basiert.
Fermis letzte Jahre, sein Tod und Vermächtnis
Enrico Fermi setzte seine Arbeit am Institut für Nuklearstudien der Chicago University in seinen späteren Jahren fort. Er wandte sich der Hochenergiephysik zu und leitete Untersuchungen zur Entstehung kosmischer Strahlen und Theorien zu den fantastischen Energien kosmischer Strahlungsteilchen.
Diese Theorien drehten sich um die Idee eines universellen Magnetfelds, das als riesiger Beschleuniger fungierte und die fantastischen Energien in den Teilchen der kosmischen Strahlung erklären würde.
Enrico Fermi war während seines Lebens Mitglied mehrerer Akademien und "gelehrter" Gesellschaften in Italien und Übersee. Eine davon war die Royal Academy of Italy im Jahr 1929.
Er war tatsächlich eines der ersten 30 Mitglieder der Royal Academy. Eine ziemliche Ehre.
Fermi war zu Lebzeiten als Dozent immer sehr gefragt. Er erhielt mehrere Kurse an der University of Michigan, Ann Arbor und der Stanford University.
Enrico Fermi war der erste Empfänger des Specials 50.000 USD Auszeichnung, die jetzt seinen Namen trägt, für die Arbeit am Atom.
In seinen späteren Jahren entwickelte Enrico Fermi unheilbaren Magenkrebs und verbrachte seine letzten Monate in Chicago, um sich einer medizinischen Behandlung zu unterziehen.
Enrico Fermi, der Mann, der dazu beigetragen hat, der Welt den Kernreaktor und die Atombombe zu geben, starb am 28. November 1954 im Schlaf.
Er war zu Hause in Chicago, Illinois.
Enrico Fermi und seine Frau Laura hatten einen Sohn Giulio und eine Tochter Nella.
Anscheinend war seine Lieblingsbeschäftigung, wenn er nicht mit Atomen spielte, Gehen, Bergsteigen und Wintersport.