Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

(1901-1954) итальянский физик, основатель нейтронной физики

Энрико Ферми был младшим из трех детей железнодорожного служащего Альберто Ферми и Иды Дегаттис. Еще в школе учителя заметили большие способности мальчика в математике и физике. После окончания школы он получил стипендию для одаренных детей, благодаря которой был принят в Высшую нормальную школу при Пизанском университете.

По окончании университета в 1922 г. Энрико Ферми представил магистерскую работу, за которую ему присудили докторскую степень. За выдающиеся успехи он также получил специальную правительственную стипендию и отправился в Германию, где в течение года работал на отделении теоретической физики Гёттингенского университета, которым руководил крупный ученый Макс Борн. Затем Ферми переехал в Голландию и стажировался в Лейденском университете под руководством Пауля Эренфеста.

В 1924 году он вернулся в Италию и начал работать во Флорентийском университете. Однако вскоре переехал в Рим, поскольку Бенито Муссолини распорядился организовать специально для Энрико Ферми первую в Италии кафедру теоретической физики.

Работая в Римском университете, Энрико Ферми и его сотрудники открыли принципиально новый класс веществ - радиоактивные изотопы. Любопытно, что сам ученый довольно критически отнесся к этому открытию, значение которого стало очевидным лишь в 1938 году, когда было открыто деление урана. В 1934-1938 гг. он вместе с сотрудниками изучал нейтроны и практически заложил основы нейтронной физики, впервые наблюдал искусственную радиоактивность при бомбардировке нейтронами ряда элементов, в частности урана, открыл явление замедления нейтронов и создал теорию этого явления. В 1938 году за эти работы Энрико Ферми был удостоен Нобелевской премии.

В это же время резко осложняются его отношения с итальянским правительством. После принятия ряда антисемитских законов Ферми, который был женат на еврейке, вынужден был покинуть Италию. Вместе с семьей (к этому времени у него родились сын и дочь) знаменитый физик отправился в Швецию для получения Нобелевской премии.

На торжественной церемонии вручения Энрико Ферми отказался приветствовать короля Швеции фашистским приветствием, за что подвергся нападкам итальянской печати. Поэтому сразу же после торжеств новый нобелевский лауреат отправился в США. Он принял предложение руководства Колумбийского университета и занял там должность профессора физики.

Вскоре после того, как Энрико Ферми с семьей приехал в США, туда из Копенгагена прибыл Нильс Бор. От него Ферми и узнал об открытии Отто Ганом расщепления урана. Многие физики начали обсуждать возможность цепной реакции. Стало ясно, что она должна сопровождаться выделением колоссальной энергии.

В это время и Энрико Ферми начал работать над обоснованием возможности цепной реакции деления урана. Ему удалось получить финансовую субсидию, и вместе с другим итальянским физиком Эмилио Сегре он установил, что наиболее эффективным материалом для цепной реакции должен быть элемент с атомным весом 239. В то время такой элемент еще не был открыт, но впоследствии его открыли и назвали плутонием.

В 1942 году Энрико Ферми становится одним из руководителей знаменитого Манхэттенского проекта - работ по созданию атомного оружия в США. Первым этапом была сборка атомного реактора. 2 декабря 1942 года начал работать созданный под руководством Ферми первый в мире атомный реактор.

Позднее он был назначен руководителем лаборатории в Лос-Аламосе и вместе с семьей переехал в этот небольшой городок. Он был свидетелем первого взрыва атомной бомбы близ Аламогордо (штат Нью-Мексико). Но это были лишь испытания, а в августе 1945 года две атомные бомбы были сброшены на японские города Хиросима и Нагасаки.

В конце войны Энрико Ферми стал профессором физики в Чикагском университете и одним из руководителей созданного при нем Института ядерных исследований. Это был великолепный педагог, пользовавшийся славой непревзойденного лектора. После завершения в 1945 году строительства циклотрона - ускорителя заряженных частиц - Ферми начал изучение взаимодействий между ними. Из-под его пера в это время выходят многие теоретические работы в области физики высоких энергий. Кроме того, его научные труды позволили выдвинуть гипотезу о происхождении космических лучей, которая ныне считается общепринятой.

Смерть настигла ученого в расцвете творческих сил. В это время ему было всего 53 года.

Энрико Ферми был избран членом многих научных учреждений мира, но наиболее глубокую дань уважения его заслугам отдали сами физики, назвавшие 100-й химический элемент фермием. Это произошло через год после смерти ученого.

Человек, проживший очень короткую жизнь и сделавший на десяток Нобелевских премий, человек, который открыл миру атомную энергию и подарил США атомную бомбу, великий итальянский американец Энрико Ферми - вот наш сегодняшний герой рубрики «Как получить Нобелевку».

Об Энрико Ферми писать очень сложно. Он входит в число тех великих физиков, простое перечисление достижений которых составит несколько лонгридов. К нобелевскому лауреату 1938 года это относится в полной мере, несмотря на слишком короткую - всего 53 года - жизнь.

Энрико Ферми

Нобелевская премия по физике 1938 года. Формулировка Нобелевского комитета: «За доказательство существования новых радиоактивных элементов, полученных при облучении нейтронами, и связанное с этим открытие ядерных реакций, вызываемых медленными нейтронами» (for his demonstrations of the existence of new radioactive elements produced by neutron irradiation, and for his related discovery of nuclear reactions brought about by slow neutrons).

Энрико Ферми относится к тем людям, о которых говорят «ученый от Бога». У него было очень простое происхождение: мать - школьная учительница Ида де Гаттис, отец - потомок крестьян из Пьяченцы, железнодорожный служащий. Трое детей в семье, в которой Энрике был самым младшим. Старший брат Джулио, умерший, когда Энрико исполнилось 14, стал его первым коллаборатором: вместе они ставили опыты и конструировали физические «игрушки». Любимыми книжками Ферми стали книжки по физике и математике (первой, кстати, был почти тысячестраничный латинский трактат Андреа Караффо «Elementorum physicae mathematicae » (1840). Друг отца, Адольфо Амидеи, стал наставлять мальчика и помогать ему с книжками и обучением.

Высшее образование далось Ферми легко: в 17 лет он поступил в Высшую нормальную школу в Пизе, а в 21 уже получил степень в Пизанском университете за работы по рентгеновским лучам, параллельно опубликовав несколько работ по теории относительности. Уже здесь проявилась главная особенность Ферми - равная способность как к теоретической физике, так и к эксперименту. Он стажировался у Макса Борна и Пауля Эренфеста и уже в 24 года опубликовал, независимо от Дирака, работу по статистической физике частиц с полуцелым спином. Сейчас все такие частицы называют фермионами.

Эксперименты, которые привели нашего героя к Нобелевской премии (скажем сразу, номинировали Ферми и после присуждения высшей физической награды, например, за создание ядерного реактора), начались в 1930 году, когда физику было 29 лет, и он приступил к охоте на нейтрон - гипотетическую нейтральную частицу в составе атомного ядра (кстати, потом именно Ферми придумал итальянское название другой гипотетической нейтральной частице - нейтрино, что по-итальянски значит «нейтрончик»). В 1930 году немцы Вальтер Боте (о котором мы поговорим, когда доберемся до премии 1954 года) и Ханс Беккер обнаружили, что при бомбардировке некоторых легких элементов альфа-частицами возникает излучение, которые было принято за гамма-излучение. Но не все складывалось: когда бомбардировали пластинку бериллия, то в направлении от потока альфа-частиц излучение было интенсивнее, чем по направлению к потоку. При гамма-излучении так быть не должно: электромагнитные волны распространяются во все стороны одинаково.

Вальтер Боте

Wikimedia Commons

Эксперимент усложнили супруги Жолио-Кюри. Они разместили между бериллием и ионизационной камерой-регистратором различные вещества, изучая, насколько они ослабляют новое «гамма»-излучение. И снова неожиданный результат: когда за бериллием поставили тоненькую пластинку парафина (насыщенного углеводорода, молекула которого богата), то излучение не ослабло, а, наоборот, усилилось.

Джеймс Чедвик предположил, что альфа-частицы выбивают из атомов те самые нейтральные частицы, и, доказав это, получил Нобелевскую премию по физике 1935 года.

Помимо того, что из вещества вылетают нейтроны, выяснилось, что при этой бомбардировке образуются и позитроны - античастицы к электронам.

Кюри заменили бериллий на бор и алюминий. И оказалось, что после того, как от мишени убирали источник альфа-частиц (открытый Марией Кюри полоний), радиоактивность на некоторое время оставалась. Значит, в результате бомбардировки альфа-частицами атомов бора и алюминия получались новые элементы. Радиоактивные. Поглощая альфа-частицу, алюминий превращался в радиоактивный изотоп фосфора, а бор - в такой же радиоактивный азот. Как итог - Нобелевская премия по химии того же 1935 года еще двум представителем семьи Кюри.

Новых изотопов оказалось получено около сотни. Но когда дело дошло до урана, самого тяжелого элемента, известного на тот момент, продвинуться дальше не удалось. Точнее, подозрение на синтез возникло, и директор лаборатории Орсо Корбино даже возвестил об успехе, чем навлек на себя гнев Ферми, ведь подтвердить успех не удалось. Никто тогда не знал, что на самом деле Ферми впервые инициировал деление ядра урана, совершив, не зная того, открытие, которое потом повторят в 1938 году Отто Ган и Лиза Мейтнер.

А сам же Ферми совершил другое важнейшее для овладения атомной энергией открытие: в том же 1935 году, когда Чедвик и Жолио-Кюри получали свои премии, оказалось, что если замедлять нейтроны веществами, богатыми протонами (вода или парафин), то ядерные реакции медленными нейтронами инициируются гораздо эффективнее. Фактически Ферми открыл новый метод изучения ядра атома и синтеза новых ядер. Позже окажется, что именно медленные нейтроны инициируют цепную ядерную реакцию.

Церемония вручения Нобелевской премии 1938 года

Wikimedia Commons

«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», - так чествовали лауреата в Стокгольме в 1938 году.

Казалось бы, все хорошо, но на самом деле именно в это счастливое «нобелевское» время для Энрико настало время менять свою судьбу.

Фашисты во главе с Муссолини (а как мы помним, «настоящие» фашисты были именно в Италии) все больше и больше сближались с Гитлером, в Италии начали принимать антисемитские законы. Начала распадаться группа Ферми, да и самого его невзлюбили за то, что короля Швеции он приветствовал не вскинув руку, как положено, а дружеским рукопожатием.

Ферми уехал в США. Навсегда. Кстати, ему пришлось - по тогдашним правилам - пройти обязательный для всех эмигрантов тест на умственные способности и, несмотря на унизительность его для Нобелевского лауреата, ответить, сколько получится, если сложить 27 и 15 и разделить 29 пополам.

Фото Ферми на пропуск в лаборатории в Лос-Аламосе

Wikimedia Commons

Так сложилось, что именно эмигрант из враждебной страны и дал в руки США ядерное оружие (именно Ферми играл одну из самых ключевых ролей в Манхэттенском проекте, несмотря на то, что к тому времени еще не получил гражданства) и всему человечеству - атомную энергию.

Именно под руководством 41-летнего итальянца 2 декабря 1942 года под трибунами стадиона в Чикагском университете заработал первый в мире ядерный реактор. Да, он использовался в военных целях, но именно с него началась история атомной энергетики.

Физик из Италии Энрико Ферми прославился прежде всего как основатель ядерной физики, а также как исследователь квантовой физики. Его имя носят университеты в Италии и Соединённых Штатах Америки, а помимо этого он является одним из лауреатов премии Нобеля.

Энрико Ферми появился на свет 29 сентября 1901 года. Родным городом будущего исследователя является Рим. Рос мальчик среди служащих, и к научной работе ребёнка специально не приобщали. Но Энрико с детства увлекался точными науками и каждую свободную минуту стремился провести с учебником по физике или математике. Знания мальчик черпал из книг, а ещё в гости к ним часто приходил коллега отца - инженер по имени Амидей, он рассказывал будущему физику о великих открытиях и впервые познакомил с доказательствами всемирно известных теорем.

Учёба давалась мальчику легко. В тринадцатилетнем возрасте он в течение трёх дней выполнил две сотни заданий по геометрии и практически наизусть выучил весь учебник. Летом 1918 года Энрико досрочно получил диплом лицея, сдав экзамены по трехлетнему курсу обучения за пару лет. Приняв решение продолжить учёбу, юноша был зачислен в высшую школу в Пизе. Он прекрасно сдал вступительные экзамены и был лучшим на курсе.

Наряду с лекциями Ферми изучал дополнительную литературу, по большому счёту он чувствовал себя самоучкой и постоянно занимался самообразованием. Благодаря феноменальной памяти, молодой учёный с легкостью запоминал формулы и самостоятельно учил иностранные языки.

Талант и блестящие способности юноши были отмечены профессорами университета, и уже с 1920-го он читает лекции студентам в институте физики. К этому году относится его работа с теорией относительности. В 1922 будущий физик защитил выпускную работу по оптике рентгеновских лучей и, став обладателем диплома университета, сразу же получил ещё один - Высшей Нормальной школы, которую посещал параллельно с основным местом учёбы.

Удивительно, но не по годам талантливому юноше не нашлось должности в университете Пизы, поэтому по окончании учёбы ему потребовалось возвратиться в родной город. Но зато на родине посчастливилось познакомиться с Орсо Марио Корбино - сенатором, в то время возглавлявшим отделение физики Римского королевского университета. Марио слыл неплохим экспериментатором, имел хорошее чутьё и сразу же увидел в двадцатилетнем юноше большой потенциал. Сенатор стал его покровителем и предложил работу - преподавать математику студентам университета.

На тот момент в Италии не существовало теоретической школы, по этой причине в 1923 году Энрико отправился в Геттинген. Там он сотрудничал с немецким физиком Максом Борном, но особых успехов не достиг. Судя по всему, молодой человек привык проводить исследования самостоятельно, в прямом смысле - в одиночку и, казалось, к совместному творчеству испытывал недоверие.

После неудачного сотрудничества с Борном молодой человек вернулся в университет Рима, где в течение года читал лекции по математике, а затем отправился повышать квалификацию в Голландию. Там он пробыл осень 1924 года, сведя знакомство с Паулем Эренфестом. Эренфест поделился с Энрико знаниями по теоретической физике, что придало подающему надежды физику уверенности в своих силах.

Вернувшись на родину в 1924 году, Энрико читает лекции для учащихся и вскоре становится профессором Флорентийского университета, однако занимает кафедру временно.

Будучи преподавателем, выдающийся учёный основал у себя на родине школу теоретической физики - она считается одной из главных его заслуг. Впоследствии школа Энрико Ферми приобрела широкую известность, и обучаться там захотели тысячи увлечённых физикой энтузиастов. Среди учеников Энрико Ферми оказалось множество талантливых людей, впоследствии тоже достигших больших успехов. В их числе Э.Сегре, Ч.Ян, Дж.Чу, Б.Росси.

Обучение в заведении проходило в виде увлечённой беседы или обсуждения интересующих вопросов. Темы дипломных работ студенты также выбирали сами, талантливый наставник ни к чему их не принуждал. Ферми утверждал, что работа над задачей, интересной именно учащемуся, будет более плодотворной, чем если тему работы ему предложит преподаватель. 1925 - год создания статистики частиц, имеющих полуцелый спин. Они до сих пор носят название «фермионы», как дань памяти первооткрывателю.

В конце 1926-го Ферми выиграл конкурс и стал профессором кафедры физической теории в Риме, на постоянной основе. Через два года Энрико заключил брак с Лаурой Капон.

С 1932 года талантливый физик числится членом-корреспондентом Национальной академии Линчеи в Италии. Эксперименты молодой учёный не забросил и продолжал ставить опыты и формулировать гипотезы. Результатом его усилий стали труды «Квантовая теория излучения» и «Термодинамика». Кроме авторских гипотез данные рукописи включают в себя лекции, которые Ферми читал студентам.

Энрико Ферми чрезвычайно трепетно относился к физике и ко всему, что с ней связано. Но сильней прочего его любопытство возбуждала физика нейтронов. С докладом на эту тему он выступал в 1933 году на съезде ядерных физиков в Брюсселе, и разработанная учёным теория бета-распада произвела на участников большое впечатление. Работая в этом направлении, он обосновал процесс замедления нейтронов. В 1938 году ему вручили за эту работу Нобелевскую премию. После этого события он на родину не возвратился, а переехал со своей семьёй в Америку. Причиной смены места жительства стало распространение фашистского режима в Италии: появляющиеся антисемитские законы представляли опасность для его жены, имеющей еврейские корни.

С января 1939 года Энрико преподаёт в Колумбийском университете, занимаясь изучением реакции ядер. Три года спустя он снова переезжает, теперь в Чикаго. Там вместе с группой учёных он исследует цепные ядерные реакции и добивается больших успехов. Группа Ферми, практически, стояла у истоков создания ядерного оружия, а летом 1945 года подключилась к тестированию атомной бомбы.

С 1946 года Энрико является работником Института ядерных исследований в Чикаго и концентрирует внимание в прикладной области - физике передовых технологий. В 1950-м он сформулировал теорию множественного образования мезонов, а ещё через два года впервые обнаружил адронный резонанс, сделав неоценимый вклад в физику элементарных частиц.

Итальянский физик Энрико Ферми являлся членом множества академий наук и принимал всемерное участие в деятельности мирового учёного сообщества, выступая на конференциях и съездах. В его честь назван элемент таблицы Менделеева - фермий, имя легендарного физика носит множество современных научных центров, занимающихся изучением физических явлений.

Итало-американский физик Энрико Ферми родился в Риме. Он был младшим из трех детей железнодорожного служащего Альберте Ферми и урожденной Иды де Гаттис, учительницы. Еще в детстве Ферми обнаружил большие способности к математике и физике. Его выдающиеся познания в этих науках, приобретенные в основном в результате самообразования, позволили ему получить в 1918 г. стипендию и поступить в Высшую нормальную школу при Пизанском университете. Уже через четыре года, в 1922 г., Ферми получил докторскую степень по физике с отличием за работу по экспериментальному исследованию рентгеновских лучей.

По возвращении в Рим Ферми 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 Голландии, у Пауля Эренфеста в Лейденском университете. Эренфест поддержал юного Ферми.

В 1924 г. Ферми приступил к чтению лекций по математической физике и механике во Флорентийском университете. В первые годы его исследования затрагивали проблемы общей теории относительности Альберта Эйнштейна , статистической механики, квантовой теории и теории электронов в твердом теле. В 1926 г. 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 г. была учреждена первая кафедра теоретической физики, Ферми, успевший обрести международный авторитет, был избран ее главой. В Риме Ферми сплотил вокруг себя несколько выдающихся ученых и основал первую в Италии школу современной физики. В международных научных кругах ее стали называть группой Ферми. Через два года Ферми был назначен Бенито Муссолини на почетную должность члена вновь созданной Королевской академии Италии.

В начале 30-х гг. Ферми перенес свое внимание с внешних электронов атома на атомное ядро. В 1933 г. он предложил теорию бета-распада, позволившую объяснить, каким образом ядро спонтанно испускает электроны и роль нейтрино-частиц, лишенных электрического заряда и не поддававшихся тогда экспериментальному обнаружению. Существование таких частиц было постулировано Паули, а название придумано Ферми (Нейтрино было экспериментально обнаружено в 1956 г.). Теория бета-распада Ферми затрагивала новый тип сил, получивших название слабого взаимодействия. Такие силы действуют между нейтронами и протонами в ядре и обусловливают бета-распад, По интенсивности слабое взаимодействие значительно уступает сильному, удерживающему вместе нуклоны – частицы, из которых состоит ядро. Статья Ферми о бета-распаде была отвергнута из-за своей новизны английским журналом «Нейче», но опубликована в итальянском и в немецком журналах. Опираясь на высказанные Ферми идеи, Хидеки Юкава предсказал в 1935 г. существование новой элементарной частицы, известной ныне под названием пи-мезона, или пиона.

В 20-х гг. было принято считать, что атом содержит два типа заряженных частиц: отрицательные электроны, которые обращаются вокруг ядра из положительных протонов. Физиков интересовало, может ли ядро содержать частицу, лишенную электрического заряда. Эксперименты по обнаружению электронейтральной частицы достигла кульминации в 1932 г., когда Джеймс Чедвик открыл нейтрон, в котором физики, в особенности Вернер Гейзенберг , почти сразу признали ядерного партнера протона. Ферми по достоинству оценил значение нейтрона как мощного средства инициирования ядерных реакций. Экспериментаторы пытались бомбардировать атомы заряженными частицами, но для преодоления электрического отталкивания заряженные частицы необходимо разгонять на мощных и дорогих ускорителях. Налетающие электроны отталкиваются атомными электронами, а протоны и альфа-частицы – ядром так, как отталкиваются одноименные электрические заряды. Поскольку нейтрон не имеет электрического заряда, необходимость в ускорителях отпадает.

Значительный прогресс был достигнут в 1934 г., когда Фредерик Жолио и Ирен Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность. Бомбардируя ядра бора и алюминия альфа-частицами, они впервые создали новые радиоактивные изотопы известных элементов. Продолжая начатую этими исследованиями работу, 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. Первого успеха удалось достичь при бомбардировке фтора. Методически бомбардируя все более тяжелые элементы, Ферми и его группа получили сотни новых радиоактивных изотопов. При бомбардировке урана – 92-го элемента, самого тяжелого из встречающихся в природе, они получили сложную смесь изотопов. Химический анализ не обнаружил в ней ни изотопов урана, ни изотопов соседнего элемента (более того, результаты анализа исключали присутствие всех элементов с номерами от 86 до 91). Возникло подозрение, что экспериментаторам впервые удалось получить новый искусственный элемент с атомным номером 93. К неудовольствию Ферми, директор лаборатории Орсо Корбино, не дожидаясь контрольных анализов, объявил об успешном синтезе 93-го элемента. В действительности же Ферми не удалось его получить. Но он, сам того не зная, вызвал деление урана, расщепив тяжелое ядро на два или большее число осколков и других фрагментов. Деление урана было открыто в 1938 г. Отто Ганом , Лизе Майтнер и Фритцем Штрассманом.

В 1935 г., 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. Столь же большая передача энергии наблюдается при столкновениях бильярдных шаров с одинаковыми массами. Тем временем в Италии все большую силу набирала фашистская диктатура Муссолини. В 1935 г. итальянская агрессия против Эфиопии привела к экономическим санкциям со стороны членов Лиги Наций, а в 1936 г. Италия заключила союз с нацистской Германией. Группа Ферми в Римском университете начала распадаться. После принятия итальянским правительством в сентябре 1938 г. антисемитских гражданских законов Ферми и его жена, еврейка по национальности, решили эмигрировать в США. Приняв приглашение Колумбийского университета занять должность профессора физики, Ферми информировал итальянские власти о том, что он уезжает в Америку на полгода.

В 1938 г. Ферми была присуждена Нобелевская премия по физике. В решении Нобелевского комитета говорилось, что премия присуждена Ферми «за доказательства 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, представляя лауреата, Ханс Плейель из Шведской королевской академии наук.

Во время церемонии вручения премии, состоявшейся в декабре 1938 г. 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 15 и 27 и разделить 29 на 2.

Вскоре после того, как семейство Ферми высадилось в Нью-Йорке, в США из Копенгагена прибыл Нильс Бор , чтобы провести несколько месяцев в принстонском Институте фундаментальных исследований. Бор сообщил об открытии Ганом, Майтнер и Штрассманом расщепления урана при бомбардировке 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 «взнуздать» цепную реакцию, то уран стал бы взрывчатым веществом неслыханной силы, с целью осуществить цепную реакцию Ферми приступил к планированию экспериментов, которые позволили бы определить, возможна ли такая реакция и управляема ли она.

На переговорах с Управлением военно-морского флота в 1939 г. Ферми впервые упомянул о возможности создания атомного оружия на основе цепной реакции с мощным выделением энергии. Он получил федеральное финансирование для продолжения своих исследований. В ходе работы Ферми и итальянский физик Эмилио Сегре , бывший его студент, установили возможность использования в качестве «взрывчатки» для атомной бомбы тогда еще не открытого элемента плутония. Хотя плутоний (Pu), элемент с порядковым номером 94, еще не был известен, оба ученых были убеждены в том, что элемент с массовым числом 239 (239 Pu) должен расщепляться и может быть получен в урановом реакторе при захвате нейтрона ураном-238.

В 1942 г., когда в США был создан Манхэттенский проект для работ по созданию атомной бомбы, ответственность за исследование цепной реакции и получение плутония была возложена на Ферми, имевшего с юридической точки зрения статус «иностранца – подданного враждебной державы». На следующий год исследования были перенесены из Колумбийского в Чикагский университет, в котором Ферми как председатель подсекции теоретических аспектов Уранового комитета руководил созданием первого в мире ядерного реактора, который строился на площадке для игры в сквош под трибунами университетского футбольного стадиона Стэгг-Филд.

Воздвигаемый реактор на техническом жаргоне называли «кучей», так как он был сложен из брусков графита (чистого углерода), которые должны были сдерживать скорость цепной реакции (замедлять нейтроны). Уран и оксид урана размещались между графитовыми брусками. 2 декабря 1942 г. кадмиевые регулирующие стержни, поглощающие нейтроны, были медленно выдвинуты, чтобы запустить первую в мире самоподдерживающуюся цепную реакцию. «Было ясно, – писал впоследствии Джон Кокрофт, – что Ферми открыл дверь в атомный век». 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 г., а в следующем месяце они переехали в Лос-Аламос. Ферми был свидетелем первого взрыва атомной бомбы 16 июля 1945 г. близ Аламогордо (штат Нью-Мексико). В августе 1945 г. атомные бомбы были сброшены на японские города Хиросима и Нагасаки.

В конце войны Ферми вернулся в Чикагский университет, чтобы занять пост профессора физики и стать сотрудником вновь созданного при Чикагском университете Института ядерных исследований. Ферми был великолепным педагогом и славился как непревзойденный лектор. Среди его аспирантов можно назвать Марри Гелл-Манна, Янга Чжэньнина, Ли Цзун-дао и Оуэна Чемберлена. После завершения в 1945 г. в Чикаго строительства циклотрона (ускорителя частиц) Ферми начал эксперименты по изучению взаимодействия между незадолго до того открытыми пи-мезонами и нейтронами. Ферми принадлежит также теоретическое объяснение происхождения космических лучей и источника их высокой энергии.

В 1928 г. Ферми вступил в брак с Лаурой Капон, принадлежавшей к известной в Риме еврейской семье. У супругов Ферми родились сын и дочь. Человек выдающегося интеллекта и безграничной энергии, Ферми увлекался альпинизмом, зимними видами спорта и теннисом. Он умер от рака желудка у себя дома в Чикаго вскоре после того, как ему исполнилось пятьдесят три года. На следующий год в честь него новый, 100-й элемент был назван фермием.

Ферми был избран членом Национальной академии наук США (1945), почетным членом Эдинбургского королевского общества (1949) и иностранным членом Лондонского королевского общества (1950). Президентом США Ферми был назначен членом Генерального консультативного комитета Комиссии по атомной энергии (1946–1950). Он был вице-президентом (1952) и президентом (1953) Американского физического общества. Помимо Нобелевской премии, Ферми был удостоен золотой медали Маттеуччи Национальной академии наук Италии (1926), медали Хьюза Лондонского королевского общества (1943), гражданской медали «За заслуги» правительства Соединенных Штатов Америки (1946), медали Франклина Франклиновского института (1947), золотой медали Барнарда за выдающиеся научные заслуги Колумбийского университета (1950) и первой премии Ферми, присужденной Комиссией по атомной энергии Соединенных Штатов Америки (1954). Он был почетным доктором многих высших учебных заведений, в том числе Вашингтонского и Йельского университетов, Рокфордского колледжа. Гарвардского и Рочестерского университетов.

Его работы внесли неоценимый вклад в развитие как теоретических, так и вполне практических дисциплин - ядерной физики, физики элементарных частиц, квантовой и статистической механики. Ферми принадлежали несколько патентов, связанных с использованием атомной энергии. Интересно, что хотя его открытия и эксперименты интересовали американское правительство, в первую очередь, с военной точки зрения, сам Ферми после взрыва первой советской атомной бомбы в августе 1949 года решительно выступал против разработки водородной бомбы, как в силу технических, так и в силу моральных причин.

Энрико Ферми – итальянский и американский физик, гениальный ученый, лауреат Нобелевской премии 1938 года, один из "отцов атомной бомбы" и человек, построивший первый ядерный реактор.

Он родился 29 сентября 1901 года в Риме (Rome), став третьим ребенком в семье. Отец Энрико возглавлял одно из подразделений в министерстве железнодорожного сообщения, а мать была учительницей в начальной школе. Сестра Мария (Maria Fermi) была старше его на два года, а брат Джулио (Giulio Fermi) – на год. Мать отослала их с братом в деревню к кормилице, и домой малыш Энрико вернулся только к двум с половиной годам. Его семья не была религиозна, хоть и принадлежала к католической церкви, и всех детей крестили в соответствии с желанием деда. Повзрослев, Энрико относил себя к агностикам. Он был очень близок с братом, они вместе росли, вместе играли и вместе интересовались наукой. Братья Ферми строили электрические моторчики и предпочитали играть с электрическими и механическими игрушками. Когда Энрико было 14 лет, Джулио умер во время операции на воспаленном горле, проходившей под анестезией, и его смерть очень повлияла на характер старшего брата – на какое-то время он совершенно замкнулся.

Одной из книг, подстегнувших интерес юного Ферми к физике, стал 909-страничный том "Elementorum physicae mathematicae", изданный в 1840 году и найденный им на местном рынке. Сей монументальный труд был написан на латыни и открывал тем, кто сумел продраться сквозь дебри мертвого языка, тайны математики, классической механики, астрономии, оптики и акустики. Ферми подружился с другим учеником, болевшим наукой, Энрико Персико (Enrico Persico), и вдвоем они работали над такими научными проектами, как сооружение гироскопа и измерение магнитного поля Земли. Вскоре интерес Энрико к физике заметил один из коллег его отца, Адольфо Амидеи (Adolfo Amidei), который подарил мальчику несколько книг по физике и математике, которые тот моментально проглотил и использовал в своих изысканиях.

В июле 1918 Энрико окончил школу и по совету Амидеи поступил в Высшую нормальную школу в Пизе (Pisa), едва ли не самое престижное высшее учебное заведение Италии (Italy). Потеряв уже одного сына, родители не хотели отпускать мальчика так далеко от дома, но в конце концов им пришлось согласиться. Школа предлагала своим студентам бесплатное обучение, проживание и стипендию на покупку учебников, но абитуриентам нужно было выдержать сложнейшие экзамены, включавшие в себя эссе. Энрико досталась тема о свойствах звука, и профессор, проверявший работы, с изумлением заключил, что результатов его вступительных экзаменов было бы достаточно для получения докторской степени. Ферми стал первым в списке новых студентов школы. Но даже там он оставался в значительной степени самоучкой, потому что ни одно учебное заведение не могло тогда предоставить Энрико требуемых им знаний по теории относительности, квантовой механике и атомной физике.

Защитив степень по физике, Ферми отправился стажироваться в Геттингенский Университет к Максу Борну (Max Born), затем преподавал в Лейдене (Leiden), а в 24 года стал профессором Флорентийского Университета, где преподавал математическую физику и теоретическую механику. Через год он возглавил новую кафедру в Римском Университете, став одним из самых молодых профессоров в его истории.

В 1928 Ферми женился на студентке Лауре Капон (Laura Capon), у них появились двое детей. Несмотря на то, что как и многие итальянские ученые, Ферми был членом фашисткой партии, в 1938 году, когда он вместе с семьей отправился получать Нобелевскую премию за доказательство существования новых радиоактивных элементов, он предпочел потом не возвращаться в Италию и вместо этого перебрался в Соединенные Штаты (United States) – Лаура была еврейкой, и на родине ей уже грозила опасность. Ферми предпочел не рисковать женой и детьми.

Американские университеты устроили настоящую охоту за прославленным физиком, и в итоге он сначала устроился в Колумбийский Университет, а затем переехал в Чикаго (Chicago), где и совершил свои главные открытия последних лет – в частности, запустил и построил первый в мире атомный реактор.

Увы, страшная болезнь, рак желудка, унесла жизнь этого талантливейшего ученого слишком рано, 26 ноября 1954 года, когда ему было всего 53 года. К этому времени Энрико Ферми , сделавший за свою жизнь столько, сколько иной раз не удается сделать за век целым исследовательским институтам, считал, что сделал он непозволительно мало, максимум одну треть от запланированного.