Enrico Fermi para niños
Datos para niños Enrico Fermi |
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 El físico experimental y teórico Enrico Fermi
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| Información personal | ||
| Nacimiento | 29 de septiembre de 1901 Roma, Italia |
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| Fallecimiento | 28 de noviembre de 1954 Chicago, Estados Unidos |
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| Causa de muerte | Cáncer de estómago | |
| Sepultura | Oak Woods Cemetery | |
| Residencia |
Italia (1901–1938) |
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| Nacionalidad | Estadounidense e italiana (1946-1954) | |
| Religión | Agnosticismo | |
| Lengua materna | Italiano | |
| Familia | ||
| Cónyuge | Laura Fermi (1928-1977) | |
| Educación | ||
| Educación | doctor en Filosofía | |
| Educado en | Scuola Normale Superiore di Pisa | |
| Supervisor doctoral | Luigi Puccianti | |
| Alumno de | ||
| Información profesional | ||
| Área | Física | |
| Conocido por | desarrollar el primer reactor nuclear y realizar aportes fundamentales de la teoría cuántica. | |
| Empleador | Scuola Normale Superiore di Pisa Universidad de Gotinga Universidad de Leiden Universidad de Roma La Sapienza (1927–1930) Universidad de Columbia Universidad de Chicago (1930–1954) |
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| Estudiantes doctorales | Owen Chamberlain  Geoffrey Chew Mildred Dresselhaus Jerome I. Friedman Marvin Leonard Goldberger Tsung-Dao Lee James Rainwater Marshall Rosenbluth Arthur Rosenfeld Emilio Segrè Jack Steinberger Sam Treiman |
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| Alumnos | Chen Ning Yang, Murray Gell-Mann, Tsung-Dao Lee, Emilio Gino Segrè y Owen Chamberlain | |
| Obras notables |
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| Miembro de |
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| Distinciones | premio Nobel de Física (1938) Medalla Max Planck (1954) |
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| Firma | ||
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Enrico Fermi (nacido en Roma, Italia, el 29 de septiembre de 1901, y fallecido en Chicago, Estados Unidos, el 28 de noviembre de 1954) fue un físico italiano que luego se hizo estadounidense. Es muy conocido por haber creado el primer reactor nuclear. También hizo grandes aportes a la teoría cuántica, la física nuclear y de partículas, y la mecánica estadística.
En 1938, Fermi ganó el Premio Nobel de Física por sus investigaciones sobre la radiactividad artificial. Se le considera uno de los científicos más importantes del siglo XX. A menudo se le llama el "arquitecto de la era nuclear".
Fermi era un físico con grandes habilidades tanto para la teoría como para los experimentos. En su honor, el elemento Fermio, creado en 1952, lleva su nombre. Su trabajo fue fundamental para la medicina moderna, que usa isótopos radiactivos para diagnosticar y tratar enfermedades.
Contenido
Primeros años de Enrico Fermi
Enrico Fermi nació en Roma, Italia, el 29 de septiembre de 1901. Fue el tercer hijo de Alberto Fermi, quien trabajaba como inspector en el Ministerio de Comunicaciones. Su madre, Ida de Gattis, era maestra de escuela.
Desde pequeño, Enrico compartía intereses con su hermano Giulio, construyendo motores eléctricos y jugando con aparatos mecánicos. La muerte repentina de Giulio en 1915 afectó mucho a Enrico. Esto lo llevó a dedicarse aún más a sus estudios de ciencia para distraerse.
A los 14 años, Fermi se interesó por la física al leer un libro antiguo de 900 páginas. Este libro, publicado en 1840, cubría temas de matemáticas, mecánica, astronomía y óptica. Enrico tenía una memoria excelente y una gran facilidad para resolver problemas de física.
Más tarde, Enrico se hizo amigo de otro estudiante interesado en la ciencia, Enrico Persico. Juntos trabajaron en proyectos como la construcción de giróscopos. El interés de Fermi por la física creció aún más cuando un amigo de su padre le regaló varios libros de física y matemáticas.
Estudios en Pisa
Fermi terminó la escuela secundaria en julio de 1918. Siguiendo el consejo de un amigo de su padre, solicitó ingresar a la Scuola Normale Superiore en Pisa. Para entrar, debía aprobar un examen difícil que incluía un ensayo. Enrico, con solo 17 años, resolvió una ecuación compleja para una barra vibrante. El examinador quedó impresionado y predijo que sería un físico destacado. Fermi obtuvo el primer lugar en el examen de ingreso.
Durante sus estudios, Fermi se hizo amigo de Franco Rasetti, con quien colaboraba en proyectos. El director del laboratorio de física, Luigi Puccianti, reconoció el gran talento de Fermi. A menudo le pedía a Fermi que le enseñara a él y a otros estudiantes sobre física cuántica. Fermi aprendió por sí mismo sobre la relatividad general, la mecánica cuántica y la física atómica.
En septiembre de 1920, Fermi fue admitido en el departamento de Física. Como solo había tres estudiantes, Fermi, Rasetti y Nello Carrara, el profesor Puccianti les dio libertad para usar el laboratorio. Fermi decidió que investigarían la cristalografía con rayos X.
En 1921, Fermi publicó su primer trabajo científico en una revista italiana. En 1922, otro de sus trabajos se tradujo al alemán y se publicó en una revista científica importante. En este trabajo, Fermi examinó el principio de equivalencia y presentó las coordenadas de Fermi.
Fermi presentó su tesis en julio de 1922 y obtuvo su título a los 20 años. Su tesis trataba sobre imágenes de difracción de rayos X. En Italia, la física teórica no era una disciplina reconocida, por lo que su tesis se centró en la física experimental.
En 1923, Fermi fue el primero en señalar que la famosa ecuación de Albert Einstein (E=mc²) indicaba una enorme cantidad de energía nuclear potencial. Sin embargo, en ese momento, no parecía posible liberar esa energía.
En 1924, Fermi viajó al extranjero para estudiar. Pasó un semestre con Max Born en la Universidad de Gotinga, donde conoció a Werner Heisenberg. Luego estudió en Leiden con Paul Ehrenfest, donde conoció a Hendrik Lorentz y al propio Albert Einstein.
De 1925 a 1926, Fermi enseñó física en la Universidad de Florencia. Allí, junto a Rasetti, realizó experimentos sobre los efectos de los campos magnéticos en el vapor de mercurio.
Cuando Wolfgang Pauli propuso su principio de exclusión en 1925, Fermi lo aplicó a un gas ideal. Su trabajo fue notable por la formulación estadística de Fermi, que describe cómo se distribuyen las partículas en un sistema. Esta formulación, junto con la del físico británico Paul Dirac, se conoce hoy como la Estadística de Fermi-Dirac. Las partículas que siguen este principio se llaman fermiones, y las que no, bosones.
La etapa en Roma
En 1926, a los 24 años, Fermi solicitó una cátedra de física en la Universidad Sapienza de Roma. Era un puesto nuevo, creado para mejorar la física en Italia. Fermi fue elegido y el profesor Orso Mario Corbino lo ayudó a formar un equipo. Este equipo incluyó a estudiantes destacados como Edoardo Amaldi, Bruno Pontecorvo, Ettore Majorana, Emilio Segrè y Franco Rasetti. Pronto se les conoció como los "chicos de la Vía Panisperna", por la calle donde estaba el Instituto de Física.
En 1927, Fermi fue nombrado profesor en la Universidad de Roma "La Sapienza". Gracias a él, Roma se convirtió en un centro de investigación física muy importante.
El 19 de julio de 1928, Fermi se casó con Laura Capon. Tuvieron dos hijos: Nella (nacida en 1931) y Giulio (nacido en 1936).
En 1938, Fermi se opuso a las leyes que discriminaban a ciertas personas en Italia. Estas leyes afectaban a su esposa, que era de origen judío, y causaron que muchos de sus investigadores perdieran sus trabajos. Por esta razón, Fermi decidió emigrar.
Durante su tiempo en Roma, Fermi y su grupo hicieron importantes contribuciones a la física. En 1928, publicó un libro llamado Introducción a la física atómica, que ayudó a los estudiantes italianos a entender la nueva física.
En 1930, Fermi fue invitado a dar cursos de verano en la Universidad de Míchigan. Desde entonces, pasó la mayoría de los veranos en Estados Unidos, investigando y dando conferencias. También enseñó en las universidades de Columbia, Stanford y Chicago.
En 1933 y 1934, Fermi desarrolló una teoría para explicar la desintegración beta, un proceso en el que un núcleo inestable emite una partícula. Para esto, incorporó la idea de una partícula invisible propuesta por Wolfgang Pauli, a la que llamó "neutrino". Su teoría, conocida como interacción de Fermi o interacción débil, describe una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. El neutrino fue descubierto después de su muerte, y la teoría de Fermi explicó por qué era tan difícil de detectar.
En enero de 1934, otros científicos descubrieron que podían inducir radiactividad bombardeando elementos con partículas alfa. Fermi decidió investigar esto usando neutrones, que habían sido descubiertos en 1932. Los neutrones no tienen carga eléctrica, lo que les permite penetrar el núcleo más fácilmente.
Fermi logró inducir radiactividad en 22 elementos diferentes. Publicó este descubrimiento en marzo de 1934. También notó que los experimentos funcionaban mejor sobre una mesa de madera que sobre una de mármol. Descubrió que la parafina y el agua, que contienen átomos de hidrógeno, desaceleraban los neutrones. Los neutrones lentos eran capturados más fácilmente, lo que inducía más radiactividad.
En 1938, Fermi recibió el premio Nobel de Física por sus descubrimientos sobre la radiactividad inducida por neutrones y las reacciones nucleares con neutrones lentos.
Después de recibir el Premio Nobel en Estocolmo, Fermi emigró a Nueva York con su esposa Laura y sus hijos. Esto fue una respuesta a las leyes discriminatorias en Italia que afectaban a su familia.
El Proyecto Manhattan
Fermi llegó a Nueva York el 2 de enero de 1939 y comenzó a trabajar en la Universidad de Columbia. Allí se enteró de que los químicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann habían descubierto la fisión nuclear al bombardear uranio con neutrones. Este descubrimiento fue interpretado correctamente por Lise Meitner y Otto Frisch.
La noticia de la fisión nuclear fue muy importante para Fermi, ya que los "nuevos elementos" por los que había recibido el Premio Nobel eran en realidad productos de esta fisión. Fermi añadió notas a su discurso de aceptación del premio para aclarar esto.
El 25 de enero de 1939, Fermi y su equipo realizaron el primer experimento de fisión nuclear en Estados Unidos. Poco después, científicos franceses demostraron que el uranio bombardeado con neutrones emitía más neutrones de los que absorbía, lo que sugería la posibilidad de una reacción en cadena. Fermi y Leó Szilárd también confirmaron esto.
Fermi y Szilárd colaboraron en el diseño de un aparato para lograr una reacción nuclear autosostenida: el reactor nuclear. Fermi sugirió usar bloques de óxido de uranio y grafito como moderador, lo que haría posible la reacción en cadena. Szilárd diseñó una pila de bloques de uranio y ladrillos de grafito.
Fermi fue uno de los primeros en advertir a los militares sobre el potencial de la energía nuclear. El 2 de agosto de 1939, antes del inicio de la Segunda Guerra Mundial, Szilárd, Eugene Wigner y Edward Teller enviaron una carta firmada por Einstein al presidente Franklin D. Roosevelt. La carta advertía que Alemania podría construir un arma nuclear. En respuesta, Roosevelt creó un comité para investigar el tema.
El comité le dio a Fermi fondos para comprar grafito, y él construyó una pila de ladrillos de grafito en la Universidad de Columbia. En agosto de 1941, tenía suficiente uranio y grafito para construir una pila más grande.
Con la entrada de Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial, el trabajo se volvió urgente. Se decidió concentrar el trabajo en la Universidad de Chicago. Fermi se mudó allí y su equipo formó parte del Laboratorio de Metalurgia.
Como los resultados de una reacción nuclear autosostenida eran desconocidos, no era seguro construir el primer reactor en el campus de la universidad. Sin embargo, Fermi convenció a las autoridades para construirlo en una cancha de squash bajo el Campo Stagg de la Universidad de Chicago. La construcción de la pila, llamada Chicago Pile-1, comenzó el 6 de noviembre de 1942. El 2 de diciembre de 1942, el reactor alcanzó la "criticidad", lo que significa que logró una reacción en cadena autosostenida. Este fue un gran logro en la búsqueda de la energía nuclear.
Para continuar la investigación de forma segura, el reactor fue desmantelado y trasladado a Argonne Woods. Fermi dirigió experimentos sobre reacciones nucleares, aprovechando la gran cantidad de neutrones que producía el reactor.
Fermi obtuvo la ciudadanía estadounidense en julio de 1944.
En septiembre de 1944, Fermi insertó el primer lingote de combustible en el Reactor B en Hanford Site. Este reactor fue diseñado para producir grandes cantidades de plutonio. Poco después de su puesta en marcha, el reactor se detuvo. Fermi descubrió que el problema era el xenón-135, un producto de la fisión que absorbía neutrones. Gracias a un diseño que incluía más tubos de los inicialmente planeados, Fermi pudo hacer que el reactor funcionara a la potencia necesaria.
Fermi se unió al Proyecto Y en Los Álamos, Nuevo México, en septiembre de 1944. Fue nombrado Director Asociado del laboratorio, con responsabilidades en física teórica y nuclear. Estuvo a cargo de la División F, nombrada en su honor.
Fermi observó la prueba Trinity el 16 de julio de 1945. Realizó un experimento para estimar la potencia de la explosión lanzando tiras de papel a la onda de choque.
Junto con otros científicos, Fermi aconsejó sobre el uso de la energía nuclear.
Después de la Segunda Guerra Mundial
El 1 de julio de 1945, Fermi fue nombrado Profesor de Física en la Universidad de Chicago. En 1946, el Laboratorio de Metalurgia se convirtió en el Laboratorio Nacional Argonne, el primero de los Laboratorios Nacionales de Estados Unidos. Fermi trabajó en ambos lugares, investigando la dispersión de neutrones.
También colaboró con Maria Goeppert-Mayer, a quien ayudó en el descubrimiento de la interacción espín-órbita, por la que ella recibiría el Premio Nobel.
Fermi formó parte de un comité asesor influyente. Le gustaba pasar semanas en el Laboratorio Nacional de Los Álamos, donde colaboró en estudios sobre la inestabilidad de Rayleigh-Taylor, que estudia lo que ocurre en el límite entre dos fluidos de diferentes densidades.
Después de que la Unión Soviética detonara su primera bomba de fisión en 1949, Fermi y Isidor Isaac Rabi escribieron un informe oponiéndose al desarrollo de armas nucleares más potentes por razones morales y técnicas. Sin embargo, Fermi continuó participando como consultor en el trabajo sobre estas armas en Los Álamos.
Fermi siguió enseñando en la Universidad de Chicago. Entre sus estudiantes de posgrado se encontraban futuros ganadores del Premio Nobel como Owen Chamberlain, Jerome I. Friedman, Tsung-Dao Lee, James Rainwater, Emilio Segrè y Jack Steinberger.
Fermi realizó importantes investigaciones en la física de partículas, especialmente sobre los piones y muones. Escribió un artículo con Chen Ning Yang donde especulaba que los piones podrían ser partículas compuestas. Esta idea fue desarrollada más tarde y llevó al modelo de los quarks.
También propuso que los rayos cósmicos se originaban en material acelerado por campos magnéticos en el espacio.
Fermi reflexionó sobre lo que hoy se conoce como la Paradoja de Fermi. Esta paradoja plantea la pregunta de por qué, si el Universo podría tener vida inteligente más allá de la Tierra, no tenemos ninguna evidencia de ella.
Hacia el final de su vida, Fermi expresó dudas sobre la capacidad de la sociedad para tomar decisiones sabias sobre la tecnología nuclear. Creía que los avances científicos siempre llevan a aplicaciones prácticas, pero esperaba que la humanidad madurara para usar bien el poder sobre la naturaleza.
Vida personal y fallecimiento
Fermi tenía hábitos de vida muy regulares. Se levantaba temprano y trabajaba solo antes de ir a la universidad. Le gustaba hacer pausas para el almuerzo, incluso en medio de experimentos importantes.
Era una persona sociable y le encantaba estar con gente. Practicaba tenis, natación y alpinismo. Tenía una gran pasión por enseñar, y sentía que entendía mejor las cosas cuando las explicaba.
Su suegro, un almirante de la Marina italiana, se quedó en Italia cuando Fermi emigró. Cuando el gobierno de Mussolini cayó y los nazis tomaron el control, su suegro fue enviado a un campo de concentración, donde falleció.
Cuando Fermi se unió al Proyecto Manhattan, ya se había nacionalizado estadounidense. Estaba muy agradecido a Estados Unidos por las oportunidades y la confianza que le dieron. Se adaptó fácilmente a la cultura estadounidense, disfrutando del béisbol, las hamburguesas y la Coca-Cola.
Fermi estuvo expuesto a diferentes sustancias en su trabajo. Falleció el 28 de noviembre de 1954, a los 53 años, a causa de un cáncer de estómago en su casa de Chicago. Fue enterrado en el cementerio Oak Woods de Chicago.
Legado de Enrico Fermi
Fermi fue un profesor inspirador, conocido por su atención al detalle, su simplicidad y su cuidadosa preparación de las clases. Sus conferencias se publicaron más tarde en libros. Sus documentos y cuadernos se conservan en la Universidad de Chicago.
Victor Weisskopf señaló que Fermi "siempre lograba encontrar el enfoque más simple y directo, con el mínimo de complicaciones". Su habilidad venía de su inteligencia y de su capacidad para ver lo que era posible. No le gustaban las teorías complicadas y prefería los métodos sencillos. Era famoso por dar respuestas rápidas y precisas a problemas difíciles. Su método para obtener respuestas rápidas y aproximadas se conoce como el método Fermi y se enseña ampliamente.
Fermi a menudo recordaba que Alessandro Volta, al trabajar con la electricidad, no tenía idea de adónde llevaría su estudio.
Fermi es recordado por su trabajo en la energía nuclear, especialmente por la creación del primer reactor nuclear. Sus contribuciones científicas incluyen su teoría de la desintegración beta, su trabajo en sistemas no lineales, el descubrimiento de los efectos de los neutrones lentos y sus estadísticas de Fermi-Dirac. Su idea de que el pion no era una partícula fundamental abrió el camino al estudio de los quarks.
Seis de sus estudiantes recibieron el Premio Nobel. Fue presidente de la American Physical Society en 1953.
Reconocimientos y homenajes a Fermi
Fermi recibió muchos premios, como la Medalla Matteucci en 1926, el Premio Nobel de Física en 1938, la Medalla Hughes en 1942, la Medalla Franklin en 1947 y el Premio Rumford en 1953. En 1946, Estados Unidos le otorgó la Medalla al Mérito por su contribución al Proyecto Manhattan.
En 1950, Fermi fue elegido miembro extranjero de la Royal Society.
La Basílica de la Santa Cruz en Florencia, Italia, tiene una placa dedicada a Fermi.
En 1999, la revista Time incluyó a Fermi en su lista de las 100 personas más importantes del siglo XX.
Fermi fue reconocido como un físico excepcional que destacó tanto en la teoría como en los experimentos. El historiador de la Física, C. P. Snow, escribió que si Fermi hubiera nacido antes, podría haber descubierto el núcleo atómico de Ernest Rutherford y desarrollado la teoría de Bohr del átomo de hidrógeno.
En 1974, se inauguró el acelerador de partículas Fermilab en Batavia, Illinois. En 2008, el Telescopio Fermi de rayos gamma fue nombrado en su honor por su trabajo en los rayos cósmicos.
Tres instalaciones nucleares llevan su nombre: Fermi 1 y Fermi 2 en Newport, Míchigan, la Central Nuclear Enrico Fermi en Trino Vercellese, Italia, y el reactor de investigación RA-1 Enrico Fermi en Argentina.
En 1952, se aisló un elemento sintético llamado fermio en honor a Fermi. Esto lo convierte en uno de los 16 científicos que tienen un elemento químico nombrado en su honor.
Desde 1956, la Comisión Estadounidense de la Energía Atómica otorga el Premio Fermi, su más alto honor.
Los fermiones y la Estadística de Fermi-Dirac también llevan su nombre. El departamento de la Universidad de Chicago donde trabajó se llama ahora Instituto Enrico Fermi. El cráter lunar Fermi también lleva su nombre.
Algunos aspectos curiosos por los que también se conoce a Fermi son la Paradoja de Fermi y los Problemas de Fermi. La paradoja de Fermi se pregunta por qué, si hay una alta probabilidad de vida inteligente en el universo, no hemos tenido contacto con ella. Los problemas de Fermi son ejemplos claros de cómo usar el análisis dimensional y los métodos de aproximación para resolver problemas.
En 1942, recibió la medalla Hughes por sus contribuciones al conocimiento de la estructura eléctrica de la materia, su trabajo en la teoría cuántica y sus estudios experimentales del neutrón.
Véase también
En inglés: Enrico Fermi Facts for Kids
- Grupo de Roma
- Los chicos de la Vía Panisperna
- Paradoja de Fermi
- Problema de Fermi
- Fermio
- Fermión
- Fermi National Accelerator Laboratory
- Estadística de Fermi-Dirac
- Instituto Enrico Fermi.
