انریکو فرمی : زندگینامه و کارنامه کارهای علمی باارزش او

انریکو فرمی در سال ۱۹۲۳ زیر نظر ماکس بورن در گوتینگن آلمان به تحصیل پرداخت. در سال ۱۹۳۴ نوترون‌های کند کشف شدند و در سال ۱۹۳۸ جایزه نوبل فیزیک به او اعطا شد. در سال ۱۹۳۹ از اروپا گریخت و به ایالات متحده آمریکا مهاجرت کرد. در سال ۱۹۴۲ به واکنش زنجیره‌ای هسته‌ای انسان ساخت نایل آمد. در سال ۱۹۴۹ علیه ساخت بمب هیدروژنی به فعالیت پرداخت.

انریکو فرمی، احتمالاً به عنوان باهوش‌ترین دانشمند قرن بیستم ایتالیا پس از گالیله، نمی‌توانست ایده‌ای از دستاورد احتمالی کارهای تجربی‌اش داشته باشد که در اواسط دهه ۱۹۳۰ در رم بر عهده گرفته بود. او به طور منظم در مسیر خود در بین عناصر متفاوت به منظور مطالعه آثار روش بمباران نوترونی آن‌ها که خودش کشف کرده بود، به کار پرداخت. بسیاری از این مطالعات به نتیجه قابل پیش بینی و یا نتایجی انجامید که قطعاً استثنایی نبودند. اما وقتی نوبت به اورانیم، سنگین‌ترین عنصر موجود در طبیعت رسید اتفاق بسیار عجیبی افتاد که تاثیری بسیار بزرگ بر فیزیک و فراتر از آن داشت. چندین سال بعد در شیکاگو فرمی در وهله اول توانایی کشف خود را آزمایش کرد. فرمی و همسر یهودی‌اش پس از گسترش تفکر ضد یهودی در ایتالیا به آمریکا مهاجرت کردند.

هسته اورانیم

مدت کوتاهی پس از آن، گزارش‌هایی را در مورد تفسیرهای مکرر آزمایش بمباران اورانیم خودش دریافت کرده بود. فرمی خودش در مورد آن‌چه اتفاق افتاده بود مطمئن نبود، که احتمالا شاید اورانیم به عناصر سنگین‌تر و جدیدتری تبدیل شده باشد. به هر حال اکنون توضیحی جایگزین از جانب دانشمندان آلمانی، اوتو هان، فریتس استراسمان و لیزه مایتنر، ارائه شده بود که هسته اورانیم در واقع به تعدادی عناصر کوچک‌تر تجزیه شده است. به علاوه، بر اثر این شکافت هسته‌ای دیده شد که مقداری از این توده اورانیم به طور بالقوه به مقادیر بسیار زیادی انرژی، طبق رابطه E = mc2 اینشتین تبدیل شد. هنگامی که ما تینر و برادر زاده‌اش اوتو فریتس از چنگ نازی‌ها گریختند، این تفسیر جدید به خارج از آلمان درز کرد.

جهانی جدید

فرمی بلافاصله تأثیر این تجزیه و تحلیل را مشاهده کرد و در هنگام ورود به ایالات متحده آمریکا تصمیم به کار روی اجرای مجدد این آزمایش به همراه نیلس بور گرفت. آن‌ها بهترین و بدترین امکان‌های خود را با بهره‌گیری از واکنش چرخه هسته‌ای ایزوتوپ ۲۳۵ اورانیم تأثید کردند که قطعاً می‌توانست اساس بمب اتمی قرار گیرد. فرمی به عنوان عضو جدید از طریق پروژه منهتن استخدام شد تا تولید یک بمب انفجاری را برای ایالات متحده آمریکا پیش از آلمان‌ها تضمین کند. فرمی تیمی را در شیکاگو که در جستجوی تولید یک واکنش هسته‌ای پایدار بودند هدایت کرد. تا ۲ دسامبر ۱۹۴۲ تیم او یک باتری اتمی را از آجرهای گرافیتی سوراخ شده با اورانیم ساخته بودند که برای تولید واکنش زنجیره‌ای پایدار برای مدت زمانی نزدیک به نیم ساعت ادامه داشت. این «هوانورد ایتالیایی» به عنوان مفسر به کمیته این پروژه گزارش داد که «در جهانی جدید فرود آمده است». در کمتر از سه سال بعد این فناوری در نخستین بمب‌های اتمی با تأثیری ویران‌گر به کار گرفته شد.

این کشف خام در ایتالیا در دهه ۱۹۳۰ که به چنین نتایج باور نکردنی منجر شده بود همان تصور فرمی نسبت به بمباران نوترونی به منظور تبدیل مصنوعی عناصر بوده است. ژولیت – کوری در سال ۱۹۳۴ کشف خود را اعلام کردند که ایزوتوپ‌های پرتوزا به طور مصنوعی در اثر قرار دادن عناصری مشخص در معرض رگبار ذرات آلفا می‌توانند ایجاد شوند.

درباره نوترون‌ها

فرمی به سرعت پی برده بود که نوترون‌های نویافته برای این منظور حتی مناسب‌ترند زیرا بار خنثی آن‌ها احتمالاً امکان بیشتری به آن‌ها خواهد داد تا بدون مقاومت به درون هسته‌ای این عناصر بدون مقاومت بلغزند. ضمناً او به طور تصادفی پدیده «نوترون‌های کند» را با قرار دادن یک تکه پارافین جامد در مقابل عنصر هدف در هنگام بمباران یافت. اثر آن کند کردن حرکت نوترون‌ها پیش از رسیدن به این عنصر بود، به این معنی که آن‌ها به مدت طولانی‌تری در معرض برخورد هسته‌های آن قرار می‌گرفتند و به این اقبال بسیار بیشتری برای نفوذ به درون آن و ایجاد ایزوتوپ‌های جدید به وجود می‌آمد. هنگامی که فرمی با استفاده از این کشفیات در مورد عناصر به کار پرداخت، تعداد بسیار زیادی ایزوتوپ‌های پرتوزا ایجاد کرد که دستاوردی محسوب شد که برای او به خاطر اعطای جایزه نوبل فیزیک در سال ۱۹۳۸ کافی بود. وقتی استفاده از آن در مورد اورانیم تشخیص داده شد، پس از زمانی بود که او جایزه‌اش را که نتایج بسیار چشم‌گیری از این کار بود دریافت کرد.

دستاوردهای دیگر

فرمی در اوایل دوران حیات کاری خودش شهرتش را به واسطه کارهای مهم در فیزیک نظری استوار ساخته بود. مهم‌ترین دستاورد قابل ملاحظه‌اش در این زمینه مفهوم واپاشی بتای پرتوزا بود. این امر به نظریه‌ای مربوط بود که پروتون می‌توانست از طریق پرتاب کردن یک الکترون (یک ذره بتا) و چیزی که به عنوان پاد نوترون شناخته می‌شود، از یک نوترون به وجود آید. به هر حال به علت دستاوردهای او در فیزیک تجربی، پس از مرگ زود هنگامش بر اثر سرطان و تفاوت بسیارش به عنوان فردی که نیم قرن پیش وارد عرصه علم شده بود، از وی به عنوان کسی که دنیایی را از خود بر جای نهاد یاد می‌شود.

مفسری گفت «این هوانورد ایتالیایی در جهانی جدید فرود آمده است».