Энрико Ферми

     После открытия искусственной радиоактивности  работы  по  ее

исследованию и  получению  новых  изотопов  развернулись  широким

фронтом. Наиболее плодотворными в этом направлении оказались опы-

ты Энрико Ферми (1901-1954). "Великий итальянский физик Э.Ферми,-

писал Бруно Понтекорво,- занимает особое место среди  современных

ученых: в наше время,  когда узкая специализация в научных иссле-

дованиях стала типичной,  трудно указать столь же  универсального

физика, каким был Ферми. Можно даже сказать, что появление на на-

учной арене XX в.  человека, который внес такой громадный вклад в

развитие теоретической  и экспериментальной физики,  астрономии и

технической физики,- явление скорее уникальное, чем редкое."

     Ферми родился 29 сентября 1901 года в Риме, в семье служаще-

го. У Энрико очень рано проявились большие способности  к  точным

наукам, в частности к физике и математике.

     Осенью 1919 г. Ферми поступил одновременно в Высшую Нормаль-

ную школу и на физико-математический факультет Пизанского универ-

ситета. Для поступления в Высшую школу нужно было выдержать очень

трудный вступительный экзамен.  Ученик Нормальной школы автомати-

чески становился и студентом университета,  причем обучение таких

студентов в университете было бесплатным.

     Будучи студентом,  Ферми стремится познать новые отрасли фи-

зики, касающиеся строения материи и квантовой теории. Но эти раз-

делы не культивировались в Италии,  по ним не читались  универси-

тетские курсы.  Что касается классической физики и теории относи-

тельности, то их,  как вспоминал позднее уже знаменитый Ферми,  в

те годы он знал так же, как и в 1934 г.

     Еще будучи студентом,  Ферми много  работает  в  лаборатории

университета. В 1922 г.  он выполняет экспериментальную дипломную

работу по оптике рентгеновских лучей, успешно защищает ее и полу-

чает диплом об окончании университета с высшей оценкой. В этом же

                              - 2 -

году и с такой же оценкой он получает диплом об окончании  Высшей

Нормальной школы.

     В январе 1923 г. Ферми по направлению Министерства образова-

ния уезжает  для совершенствования в Геттинген к М.Борну.  В Гет-

тингене Ферми выполнил самостоятельно ряд работ.  Одна из них, по

теоретической физике,  понравилась  П.Эренфесту,  и он написал об

этом Ферми. Это привело к тому, что с сентября по декабрь 1924 г.

Э.Ферми обучается  в Лейдене у Эренфеста - известного физика-тео-

ретика. Именно под влиянием Эренфеста Ферми  приобретает  уверен-

ность в своих силах;  у него появляются характерные черты серьез-

ного исследователя: стремление к конкретности во всем, умение вы-

делять главное, исключительный здравый смысл. И в дальнейшем поч-

ти все теории Ферми создает для того,  чтобы объяснить  поведение

определенной экспериментальной   кривой,  "странность"  какого-то

экспериментального факта.

     С января 1925 до осени 1926 г. Ферми работает временным про-

фессором во Флоренции,  читая лекции по теоретической механике  и

математической физике.  Здесь он получает свою первую ученую сте-

пень "свободного доцента", создает знаменитую работу по квантовой

статистике и  пишет  блестящую книгу "Введение в атомную физику",

которая позднее стала основным учебником по теоретической  физике

для студентов университетов.

     В 1926 г. в Римском университете, собственно, специально для

Ферми создается  кафедра  теоретической  физики.  Осенью  1926 г.

25-летний Э.Ферми успешно выдерживает конкурс  и  занимает  долж-

ность профессора  столичного  университета,  проработав  в нем до

1938 г.

     Одним из главных итогов деятельности Ферми в этот период бы-

                              - 3 -

ло созданием им итальянской школы физики.  Когда Ферми в 1926  г.

начал работать в Римском университете,  там не было никакого исс-

ледовательского коллектива.  Ферми сразу же начал создавать такой

коллектив из  сотрудников университета и своих наиболее способных

учеников. Вскоре вокруг него сформировалось ядро этой школы:  Ра-

зетти, Сегре, Амальди, Понтекорво, Майорана и др.

     Лекции Ферми в университете по квантовой  механике,  атомной

физике, математической физике, термодинамике и его любимой геофи-

зике отличались большой ясностью и стройностью изложения. В физи-

ке, по мнению Ферми,  нет места для путаных мыслей,  а физическая

сущность любого,  действительно понимаемого  вопроса  может  быть

объяснена без  помощи  сложных формул.  И это Ферми прекрасно ил-

люстрировал своими собственными работами и своим стилем.  Вот как

об этом вспоминал Г.Бете:  "Метод работы Ферми над теоретическими

проблемами больше всего поражал меня своей простотой. Он мог про-

никнуть в  существо  любой задачи,  какой бы сложной она не каза-

лась. Он срывал с нее покров математических усложнений и ненужно-

го формализма. С помощью такого метода он мог, часто не более чем

за полчаса,  решить весьма сложную физическую задачу. Он был мас-

тером получения  важных результатов минимальными усилиями и прос-

тейшим математическим аппаратом".

     Кипучая теоретическая  деятельность Ферми в период с 1926 по

1933 г. шла по трем главным направлениям. Во-первых, в этот пери-

од, освоив квантовую механику, он успешно развивал ее, объяснял и

пропагандировал в научных кругах.  Но,  как вспоминает Сегре, эти

проповеди имели  большой  успех  у  молодежи и ничтожный у ученых

старшего поколения.  Второе направление деятельности  Ферми  было

связано со статической механикой. В-третьих, своими теоретически-

                              - 4 -

ми работами Ферми внес большой вклад в учение о структуре  атомов

и молекул. Совокупность работ в этой области составила книгу "Мо-

лекулы и кристаллы".

     После 1933  г.  Ферми целиком погружается в проблемы ядерной

физики. В 1934 г. он создает теорию 7 b 0-распада. Суть ее состояла в

том, что при  7b 0-распаде кроме электрона испускается еще нейтрино -

маленький нейтрон.  Эта теория Ферми явилась прототипом современ-

ной теории  взаимодействия  элементарных частиц.  "Построенная им

теория оказалась способной выдержать почти без  изменения  два  с

половиной десятилетия  революционного  развития  ядерной  физики.

Можно было бы заметить,  что физическая теория редко рождается  в

столь окончательной форме",- писал о теории  7b 0-распада Ф.Разетти.

     В 1934 г. Э.Ферми выполняет первые крупные экспериментальные

работы в области ядерной физики, связанные с облучением элементов

нейтронами. Сразу же после открытия И.  и Ф.  Жолио-Кюри  искусс-

твенной радиоактивности Ферми пришел к выводу, что нейтроны, пос-

кольку они не имеют заряда и не будут отталкиваться ядрами, долж-

ны быть  наиболее эффективным орудием для получения радиоактивных

элементов. И если все физики после открытия И.  и  Ф.  Жолио-Кюри

заторопились повторить  их опыты,  то "только у Ферми,  по словам

О.Фриша, хватило ума выбрать оригинальное направление, оказавшее-

ся на  редкость плодотворным".  Ферми со свойственной ему кипучей

энергией начал облучать нейтронами почти все элементы.  В резуль-

тате этих  экспериментов было получено более 60 новых радиоактив-

ных изотопов и открыто замедление нейтронов.

     Работа группы  Ферми получила очень высокую оценку в научном

мире. Если  коротко  оценить итоги этих исследований.  то следует

сказать, что они явились началом новой области физики -  нейтрон-

                              - 5 -

ной. Открытие  эффекта  замедления  нейтронов (эффект Ферми),  по

словам Понтекорво,  открыло "новую главу ядерной физики,  а также

новую область техники, как мы говорим сегодня,- атомную технику".

     За серию работ по получению  радиоактивных  элементов  путем

нейтронной бомбардировки  и за открытие ядерных реакций под дейс-

твием медленных нейтронов в 1938 г. Э.Ферми была присуждена Нобе-

левская премия.  Выехав  за  ее  получением  в Стокгольм вместе с

семьей, Ферми не вернулся в Италию, где фашистская диктатура Мус-

солини по существу ликвидировала условия для  нормальной  научной

работы.

     В январе 1939 г.  Э.Ферми высказывает мысль, что при делении

урана следует  ожидать  испускания быстрых нейтронов и что,  если

число вылетевших нейтронов будет больше,  чем число  поглощенных,

путь к  цепной  реакции  будет  открыт.  Поставленный эксперимент

подтвердил наличие быстрых нейтронов,  хотя их число на один  акт

деления осталось не очень определенным. В это время Ферми начина-

ет работать над теорией цепной реакции в уран-графитовой системе.

К весне 1941 г. эта теория была разработана, и летом началась се-

рия экспериментов,  главной задачей  которых  являлось  измерение

нейтронного потока.  Было сделано около тридцати опытов, и в июне

1942 г. был получен коэффициент размножения нейтронов больше еди-

ницы. Это  означало возможность получения цепной реакции в доста-

точно большой решетке из урана и графита и послужило началом раз-

работки конструкции реактора. Ферми, как всегда сделал поправку к

полученному значению коэффициента размножения и учел это в разме-

рах планируемого котла.  Кроме того,  боясь, что атмосферный азот

будет хорошо поглощать нейтроны,  Ферми настоял на том, чтобы все

огромное устройство было помещено в гигантскую палатку из материи

                              - 6 -

для оболочек аэростатов.  Так появилась возможность  поддерживать

соответствующий состав атмосферы,  окружающей реактор.  Постройка

реактора началась в Чикаго в октябре,  а  закончилась  2  декабря

1942 г. После запуска реактора Ферми работает над проблемами мир-

ного и военного использования атомной энергии.

     В науке  науке Ферми всегда оставался молодым,  энергичным и

одержимым. В возрасте около 50 лет,  имея богатейший запас знаний

в области  ядерной энергетики и прекрасную базу для исследований,

Ферми изменяет направление своей научной деятельности и  начинает

заниматься областью  частиц  высоких  энергий  и астрофизикой.  И

здесь он достиг замечательных результатов.

     Одной из особенностей физических идей Ферми является их дол-

голетие. Ряд последних работ великого  ученого  был  оценен  лишь

после его смерти. Одной из них является совместная работа Ферми и

Ч.Янга по составным моделям элементарных частиц. Когда она появи-

лась, то многие,  даже маститые физики-теоретики были удивлены ее

"бессодержательностью". Но прошло время,  и на основе работы Фер-

ми - Янга появились новые модельные схемы, сыгравшие большую роль

в развитии физики элементарных частиц.  Одной из последних  таких

моделей является модель кварков.

     На склоне  лет  Ферми,  по словам Сегре,  собирался написать

книгу, посвященную тем трудным вопросам физики,  о которых  часто

говорят "как хорошо известно",  "как нетрудно показать" и т.п. Он

начал даже собирать вопросы,  лишь кажущиеся элементарными. Но, к

сожалению, у  него  не  осталось на это времени.  Когда в 1946 г.

Ферми оценивал,  что им  уже  сделано,  он  сказал  Сегре:  "Одна

треть". Две  трети он собирался еще сделать,  до предела уплотняя

свой рабочий день.  Ферми с олимпийским спокойствием  работал  до

                              - 7 -

самого конца своей жизни.

     Ферми умер 28 ноября 1954 г.,  в возрасте всего лишь 53 лет.

Трудно представить,  что мог бы сделать великий физик, если бы он

прожил еще лет 15-20. Но и та "одна треть", которую успел сделать

Ферми из намеченного им плана и которая,  по  словам  Понтекорво,

достойна 6-8  Нобелевских  премий,  навсегда сохранит в науке имя

этого исключительного одаренного ученого.