بیوگرافی انریکو فرمی، فیزیک‌دان ایتالیایی ملقب‌به معمار عصر هسته‌ای

انریکو فرمی، دانشمند ایتالیایی بود که در سال‌های ابتدایی قرن بیستم با اختراعاتش، دنیا را به عصری جدید از فناوری و چالش هم‌زمان هدایت کرد.

انریکو فرمی (Enrico Fermi)، دانشمند فیزیک‌دان ایتالیایی-آمریکایی بود که به‌عنوان سازنده‌ی اولین رآکتور هسته‌ای جهان شناخته می‌شود. به او لقب «معمار عصر هسته‌ای» و «معمار بمب اتمی» داده می‌شود. فرمی از معدود فیزیک‌دانانی بود که در فیزیک نظری و کاربردی به‌صورت هم‌زمان فعالیت می‌کرد. او پتنت‌های متعددی در زمینه‌ی استفاده از انرژی هسته‌ای داشت و درنتیجه‌ی تلاش‌هایش، جایزه‌ی نوبل فیزیک را به‌خاطر کشف عناصر فرااورانیم در سال ۱۹۳۸ دریافت کرد.

سازنده‌ی اولین رآکتور هسته‌ای جهان علاوه‌بر مطالعات اصلی خود، فعالیت‌هایی در زمینه‌ی توسعه‌ی مکانیک ایستایی، نظریه‌ی کوانتوم و فیزیک ذرات داشت. درواقع اولین دستاوردهای علمی او نیز در فیزیک ایستایی ظهور پیدا کرد. او از یافته‌های ولفگانگ پائولی برای توسعه‌ی نظریه‌هایی پیرامون گازهای ایده‌آل استفاده کرد که درنهایت منجر به ظهور مبحثی به‌نام ایستایی فرمی-دیراک شد.

فرمی در سال ۱۹۳۸ و به‌خاطر پیاده‌سازی قوانین نژادپرستانه در ایتالیا، به آمریکا مهاجرت کرد. او در زمان جنگ جهانی دوم در پروژه‌ی منهتن مشغول به کار بود و اولین رآکتور هسته‌ای را نیز در خلال همین پروژه توسعه داد. با وجود اینکه بسیاری فرمی را از دانشمندان تأثیرگذار در جریان توسعه‌ی بمب اتم می‌دانند، طبق نظر برخی مورخان، او از مخالفان سرسخت سلاح‌های هسته‌ای بود.

انریکو فرمی / Enrico Fermi

امضای انریکو فرمی

تولد و تحصیل

انریکو فرمی در ۲۹ سپتامبر سال ۱۹۰۱ در رم متولد شد. او سومین فرزند آلبرتو و ایدا دِگاتیس فرمی بود. مادرش ایدا، معلم بود و نقش مهمی در تربیت و آموزش فرزندان خود ایفا کرد. پدرش آلبرتو، یکی از بازرس‌های ارشد وزارت ارتباطات ایتالیا بود. 

انریکو تحصیلات ابتدایی را در یک مدرسه‌ی گرامر محلی گذراند، اما از ابتدا علاقه‌ی خود را به ریاضیات و فیزیک نشان داد. دوستان و همکاران پدرش در آن سال‌ها نقش مهمی در پرورش علاقه‌ی انریکو داشتند. زمانی‌که انریکو ۱۴ ساله بود، برادر بزرگ‌ترش از دنیا رفت. او علاقه‌ی شدیدی به برادرش داشت و این اتفاق، تأثیری منفی در روحیاتش گذاشت.

انریکو فرمی / Enrico Fermi

محل تولد فرمی در رم

والدین انریکو برای رهایی او از غم و اندوه از دست دادن برادر، پسرشان را به تمرکز روی تحصیل و مطالعه تشویق می‌کردند. او در جریان مطالعات ابتدایی در حوزه‌ی فیزیک، به‌صورت اتفاقی با کتابی نوشته‌شده در نیم قرن قبل آشنا و بیش‌ازپیش مجذوب علم فیزیک شد. کتاب Elementorum Physicae mathematicae نوشته‌ی آندرآ کارافا، با نگارشی متعلق به سال انتشار یعنی ۱۸۴۰، مفاهیم پایه‌ای ریاضیات و فیزیک را آموزش داده بود که منجر به علاقه‌مندی هرچه بیشتر انریکو به علوم پایه شد. 

مطالعه‌ی کتابی بسیار قدیمی، فرمی را به علوم پایه علاقه‌مند کرد

انریکو پرسیکو از دوستان کودکی و نوجوانی فرمی بود که درکنار او آزمایش‌های متعدد فیزیک کاربردی انجام می‌داد. آن‌ها با همکاری هم یک ژیروسکوپ ساختند و حتی آزمایش‌هایی برای اندازه‌گیری جاذبه‌ی زمین انجام دادند.

فرمی در ژوئیه سال ۱۹۱۸ از دبیرستان فارغ‌التحصیل شد و به مؤسسه‌‌ی آموزشی اسکولا در پیزا رفت. او در آنجا با فرانکو رازتی دوست شد که در آینده ارتباط و همکاری نزدیکی با هم شکل دادند. از دیگر افراد تأثیرگذار در زندگی فرمی در دانشگاه اسکولا می‌توان به مدیر آزمایشگاه فیزیک دانشگاه، لوئیجی پاچیانتی اشاره کرد. پاچیانتی درباره‌ی آن سال‌ها گفته بود که به‌جای آموزش به فرمی، مطالبی را از او می‌آموخت.

انریکو فرمی / Enrico Fermi

پلاک یادبود فرمی در خیابانی در رم

محاسبات تنسوری یکی از مباحث مهمی بود که فرمی در سال‌های ابتدایی دانشگاه با آن آشنا شد و ازطریق آن‌ها دانش خود را پیرامون نسبیت عام توسعه داد. او به‌قدری در فیزیک کوانتوم مطالعه داشت که به پیشنهاد پاچیانتی از همان ابتدا سمینارهایی را در این حوزه در دانشگاه برگزار می‌کرد. فرمی ابتدا ریاضیات را به‌عنوان رشته‌ی تحصیلی خود انتخاب کرده بود،‌ اما به‌سرعت به فیزیک تغییر مسیر داد. بخش اصلی از آموزه‌های او نیز ازطریق خودآموزی به‌دست آمد که مطالعاتی در حوزه‌ی نسبیت عام، مکانیک کوانتوم و فیزیک اتمی بود.

فرمی در سال ۱۹۲۰ به دانشکده‌ی فیزیک دانشگاه اسکولا رفت. در آن دانشکده تنها او به‌همراه رازتی و نلو کارارا حضور داشتند و پاچیانتی اجازه‌ی استفاده‌ی آزاد از آزمایشگاه را به آن‌ها می‌داد. بلورشناسی با پرتوی ایکس، از زمینه‌های اصلی مطالعات و آزمایش‌های فرمی در آن سال‌ها بود. او به‌کمک هم‌کلاسی‌های خود آزمایش‌های متعددی را در این حوزه انجام داد و در سال ۱۹۲۱ اولین مقاله‌‌های علمی خود را با تمرکز روی انرژی‌‌ الکترواستاتیکی منتشر کرد.

انریکو فرمی / Enrico Fermi

شماتیکی از طرح فضای اقلیدسی فرمی

مطالعات فرمی در آن سال‌ها روی مفاهیم الکترومغناطیسی و ارتباط و تضاد آن‌ها با نظریه‌ی نسبیت متمرکز بود. او مقاله‌ای پیرامون همین تضادها منتشر کرد که با استقبال خوب جوامع و نشریه‌های علمی همراه بود. مقاله‌ی او به زبان‌ آلمانی نیز ترجمه شد. مقاله‌ی بعدی به اصول هم‌ارزی می‌پرداخت و درنتیجه‌ی آن مفاهیمی مشهور به مختصات فرمی معرفی شدند. او در مقاله‌ی خود اثبات کرد که در خط جهانی نزدیک به خط زمان، فضا عملکردی شبیه به فضای اقلیدسی خواهد داشت.

انریکو فرمی / Enrico Fermi

درکنار ولفگانگ پائولی و ورنر هایزنبرگ

مقاله‌های فرمی در سال ۱۹۲۲ باعث شدند که او در سن ۲۰ سالگی مدرکی معادل کارشناسی از دانشگاه دریافت کند. در آن سال‌ها مطالعات فیزیک نظری آن‌چنان در ایتالیا طرفدار نداشتند و نظریه‌ها بیشتر از سوی آلمانی‌ها ارائه می‌شدند. فرمی که آزمایش‌های فیزیک کاربردی خود را در آزمایشگاه خانگی‌اش انجام می‌داد، در زمان حضور در دانشگاه تمرکز بیشتری روی فیزیک نظری داشت. به‌هرحال او از معدود ایتالیایی‌های بود که نظریه‌های فیزیک را در دهه‌های ابتدایی قرن بیستم مطرح کرد.

فرمی در سال ۱۹۲۳ مأمور به نوشتن مقدمه‌ای برای نسخه‌ی ایتالیایی کتاب «اصول نظریه‌ی نسبیت اینشتین» نوشته‌ی اوت کپف شد. او در جریان نوشتن مقدمه، متوجه انرژی پتانسیلی هسته‌ای در فرمول مشهور اینشیتن شد. او نتیجه گرفت که در آینده‌ی نزدیک امکان آزادسازی این حجم از انرژی طبق نظریه‌ی اینشتین ممکن نخواهد بود. 

از اتفاقات مهم دوران تحصیل فرمی می‌توان به تحصیل در دانشگاه گوتینگن و تحت تعلیمات مکس بورن اشاره کرد. او در آنجا با دانشمندان بزرگی همچون ورنر هایزنبرگ و پاسکال جوردن هم آشنا شد. او پس از یک ترم تحصیل در گوتینگن به لیدن رفت تا تحصیلاتش را در آنجا ادامه دهد. بورسیه‌ی تحصیل در لیدن توسط ویتو وولترا برای فرمی پیشنهاد شده و از سوی بنیان راکفلر به او اهدا شده بود. فرمی در لیدن با هندریک لورنتس و آلبرت اینشتین هم دیدار کرد. ساموئل گودسمیث و جان تینبرگن از دوستان فرمی در لیدن بودند که بعدها به دانشمندان بزرگی تبدیل شدند.

انریکو فرمی / Enrico Fermi

فرمی (وسط) درکنار رازتی (چپ)

فرمی پس از پایان تحصیلات در لیدن، مشغول آموزش فیزیک ریاضیاتی و مکانیک نظری در دانشگاه فلورانس شد. او در آنجا به‌همراه دوست قدیمی‌اش رازتی آزمایش‌هایی را با موضوع تأثیر میدان‌های مغناطیسی روی بخار جیوه انجام داد. در همان سال‌ها، سمینارهایی در دانشگاه سپینزا رم ایتالیا نیز با موضوع مکانیک کوانتوم و فیزیک حالت جامد توسط فرمی برگزار می‌شد. او با وجود مهارت و دانش بالا در مکانیک کوانتومی، در آن سال‌ها اعتقاد داشت که هنوز کاربردی واقعی برای این علم وجود ندارد.

فیزیک کوانتوم و مفاهیم ذرات، اولین زمینه‌های تحقیقاتی فرمی بودند

ولفگانگ پائولی در سال ۱۹۲۵ مقاله‌‌ی مشهور اصل طرد را منتشر کرد. فرمی با بهره‌گیری از مبانی همین مقاله، طرد پاولی را روی گازهای بی‌اثر پیاده‌سازی کرد. این تحقیقات در یافته‌های بعدی فرمی و نتیجه‌گیری پیرامون رفتار ذرات اهمین بالایی داشت. یافته‌های فرمی کمی بعد توسط دانشمند برتانیایی پائول دیراک توسعه یافت. امروزه ذره‌هایی که از اصل طرد پاولی پیروی کنند به‌نام فرمیون شناخته می‌شوند.

انریکو فرمی / Enrico Fermi

تدریس در دانشگاه رم

فرمی پس از انتشار مقالات متعدد به‌دنبال شغلی به‌صورت تدریس در دانشگاه بود. او ابتدا برای تدریس در دانشگاه کالیاری در ساردینیا اقدام کرد. درجه‌های استادی در آن سال‌ها توسط گروهی از اساتید دانشگاه تأیید یا رد می‌شدند. فرمی در اولین تلاش خود موفق نبود و جیوانی جیورجی به‌عنوان استاد فیزیک ریاضیاتی انتخاب شد.

دانشگاه سپینزا در رم، مقصد بعدی تلاش‌های فرمی برای رسیدن به کرسی استادی بود. کرسی مورد نظر، یکی از سه کرسی جدید بود که به اصرار اورسو ماریو کوربینو برای مطالعات فیزیک نظری در دانشگاه‌های ایتالیا تأسیس شد. کوربینو خودش در هیأت انتخاب استاد برای کرسی جدید حضور داشت و امیدوار بود کرسی جدید زمینه را برای پیشرفت هرچه بیشتر ایتالیا در فیزیک فراهم کند. درنهایت فرمی توسط هیئت اساتید انتخاب شد و کوربینو به او در انتخاب تیم تحقیقاتی کمک کرد.

در میان اولین دانشجوهای فرمی در دانشگاه رم چهره‌های مشهوری همچون ادواردو آمالدی، برونو پونتکوروو، اتوره مایورانا و امیلیو سگره به چشم می‌خورند. فرانکو رازتی نیز به‌عنوان دستیار درکنار فرمی مشغول به کار شد.

انریکو فرمی / Enrico Fermi

درکنار دانشجویان دانشگاه رم

فرمی در سال ۱۹۲۸ با یکی از دانشجوهای دانشگاه به‌نام لارا کاپون ازدواج کرد. حاصل این ازدواج دو فرزند به‌نام‌های نلا و جولیو بود. ازدواجی که در مسیر آینده‌ی زندگی فرم نقشی اساسی داشت. موسلینی در سال ۱۹۲۹ فرمی را به عضویت آکادمی سلطنتی ایتالیا درآورد و در همان سال نیز این دانشمند به حزب فاشیست پیوست. پس از آن که حزب فاشیست تصمیم گرفت تا سیاست‌های خود را نزدیک به ناسیونال سوسیالیست‌های آلمانی تنظیم کند، فرمی از حزب خارج شد. سیاست‌های جدید براساس ایجاد محدودیت برای یهودی‌ها اجرا می شدند که همسر فرمی را تحت شرایط نامناسب قرار می‌داد. به‌علاوه بسیاری از همکاران او نیز در آن سال‌ها شرایط نامناسبی را سپری می‌کردند.

نظام فاشیستی ایتالیا، فرمی را مجبور به مهاجرت به آمریکا کرد

دوران تدریس در رم با دستاوردهای مهمی از سوی فرمی و همکارانش همراه بود. او ابتدا مقاله‌ای با موضوع آشنایی با فیزیک اتمی منتشر کرد که به منبعی برای یادگیری دانشجویان ایتالیایی تبدیل شد. او همچنین سخنرانی‌ها و دوره‌های آموزشی متعددی در رم برگزار می‌کرد تا علم جدید فیزیک را در میان اساتید و دانشجوهای ایتالیایی گسترش دهد. فعالیت‌های فرمی به‌خوبی در محافل علمی ایتالیا نتیجه دادند و علاقه‌مندان به‌مرور از کشورهای دیگر برای تحصیل به ایتالیا می‌آمدند. در میان آن‌ها چهره‌های مشهوری همچون هانس بته هم حضور داشتند. بته بعدها در مقاله‌ی فرمی با موضوع ارتباط الکترون‌ها به او کمک کرد.

انریکو فرمی / Enrico Fermi

شماتیک واپاشی بتا

در آن سال‌ها مسئله‌ی واپاشی بتا یکی از حوزه‌های چالشی علم فیزیک بود. در چنین وضعیتی یک الکترون از هسته‌ی اتم ساطع می‌شود. پائولی قبلا برای توضیح این پدیده و در جهت وفاداری به قانون پایستگی انرژی، ذره‌های نامرئی بدون نیرو و با جرم ناچیز را تصور کرده بود که همراه‌با الکترون ساطع می‌‌شد. فرمی از ایده‌ی او استفاده کرد و با انتشار مقاله‌هایی پیرامون ذره‌ی مذکور، درنهایت آن را به‌نام نوترینو مطرح کرد.

نظریه‌ی فرمی پیرامون ذره‌ی نوترینو بعدا به‌نام برهم‌کنشی فرمی مشهور شد. این نظریه یکی از چهار نیروی بنیادی هستی را توضیح می‌دهد. البته نوترینو درنهایت پس از مرگ فرمی کشف شد، اما نظریه‌‌ی او نشان می‌داد که چرا پیدا کردن این ذره این‌چنین دشوار بوده است. زمانی‌که فرمی مقاله‌ی خود را برای چاپ در مجله‌ی بریتانیایی Nature ارسال کرده بود، سردبیر مجله استدلال‌های او را بسیار دور از علم فیزیک خواند و مقاله را چاپ نکرد. به‌هرحال مقاله بعدا به زبان‌های آلمانی و ایتالیایی منتشر شد.

انریکو فرمی / Enrico Fermi

تحقیقات فیزیک کاربردی و جایزه نوبل

تحقیقات پیرامون بمباران عناصر با ذرات آلفا، فرمی را به مطالعه‌ی فیزیک کاربردی تشویق کرد. او تصمیم گرفت تا مطالعه روی ذرات نوترون را به‌صورت جدی ادامه دهد و رادیواکتیو را به‌عنوان تمرکز اصلی مطالعات انتخاب کرد. بمباران نوترونی در آزمایشگاه تحت مدیریت فرمی، روی ۲۲ عنصر گوناگون انجام شد تا تأثیرات نفوذ نوترون به هسته‌ی اتم‌ها بررسی شود. او درنهایت نتیجه‌ی آزمایش‌های خود را در سال ۱۹۳۴ به زبان ایتالیایی چاپ کرد.

تحقیقات بمباران نوتریونی فرمی روی توریم و اورانیم نتایج جالب توجهی داشت. خاصیت رادیواکتیو این دو عنصر باعث می‌شد تا نتیجه‌ی بمباران به‌خوبی مشخص نشود. به‌هرحال در ادامه‌ی آزمایش‌ها عناصر سبک‌تر از اورانیم و سنگین‌تر از مس از روند آزمایش خارج شدند و فرمی به این نتیجه رسید که عناصر جدیدی بر اثر بمباران نوترونی تشکیل شدند. او عناصر جدید را هسپریم و آسونیم نامید.

انریکو فرمی / Enrico Fermi

در بخش دیگری از آزمایش‌های فرمی و همکارانش، دستاورد جالبی پیرامون بمباران نوترونی عناصر کشف شد. آن‌ها به این نتیجه رسیدند که آزمایش‌ها در میزهای چوبی بهتر از میزهای با روکش سنگی انجام می‌شود. فرمی به یاد داشت که چادویک هم احتمال کاهش سرعت ذرات نوترونی توسط پارافین را مطرح کرده بود. او آزمایشی را با استفاده از پارافین انجام داد و به این نتیجه رسید که نقره بر اثر بمباران با نوترون‌های کندتر، صدها برابر رادیواکتیویته‌ی بیشتر دریافت می‌کند.

جایزه‌ی نوبل به‌خاطر کشف مواد فرااورانیمی و واکنش‌های هسته‌ای به فرمی اهدا شد

فرمی از آزمایش پارافین حدس زد که برخورد با اتم‌های هیدروژن باعث تغییر در نتایج آزمایش می‌شود. همین اتم‌ها در میز چوبی هم حضور داشتند و تا حدودی شک او را تأیید می‌کردند. به‌همین دلیل آزمایش‌ها روی آب هم انجام شد و درنهایت اتم‌های هیدروژن به‌عنوان عناصر کاهنده‌ی سرعت نوترون‌ها مطرح شدند. فرمی نتیجه‌گیری کرد که هرچه عدد اتمی عنصر مقابل بمباران نوترونی پایین‌تر باشد، انرژی بیشتری از نوترون کاسته خواهد شد. فرمی دلیل رادیواکتیویته‌تر شدن عناصر با بمباران سرعت پایین را هم شرح داد. از نظر او، به دام انداختن ذره‌های نوترونی با سرعت پایین‌تر، آسان‌تر بود. او معادله‌ای را نیز برای توضیح افزایش اثر رادیواکتیو تدوین کرد.

انریکو فرمی / Enrico Fermi

درکنار هنری والتر زین

در سال ۱۹۳۸، مؤسسه‌ی نوبل جایزه‌ی فیزیک خود را به فرمی ۳۷ ساله اهدا کرد. او به‌خاطر کشف وجود عناصر رادیواکتیوی جدید و همچنین کشف واکنش‌های هسته‌ای بر اثر بمباران نوترونی، مفتخر به دریافت جایزه‌ی نوبل شد. او جایزه‌ی خود را در استکهلم دریافت کرد و از همان‌جا به‌جای بازگشت به خانه در ایتالیا، به‌همراه خانواده‌اش به نیویورک سیتی رفت و برای اقامت دائم در آمریکا اقدام کرد. تصمیم او برای مهاجرت به آمریکا نیز در اثر قوانین جدید ضد یهود ایتالیا اتخاذ شد.

پروژه‌ی منهتن و رآکتور هسته‌ای

به محض رسیدن فرمی به آمریکا در سال ۱۹۳۹، پنج دانشگاه به او پیشنهاد تدریس دادند و دانشمند ایتالیایی، از میان آن‌ها دانشگاه کلمبیا را انتخاب کرد. فرمی در سال ۱۹۳۸ اخبار آزمایش بمباران نوترونی اورانیوم توسط اوتو هان و فریتز استراسمن را شنیده بود. آزمایش‌هایی که بر اثر یافته‌های لیزه مایتنر و اوتو فریش انجام شد و به‌نوعی تأیید نظریه‌ی شکافت هسته‌ای او بود.

انریکو فرمی / Enrico Fermi

پس از تأیید نظریه‌ی شکافت هسته‌ای از سوی جوامع علمی،‌ تحقیقات برای استفاده از انرژی آن شروع شد. دانشمندان دانشگاه کلمبیا تصمیم گرفتند که انرژی ساطع‌شده از شکافت اورانیوم با نوترون را محاسبه کنند. در ۲۵ ژانویه‌ی سال ۱۹۳۹، در زیرزمین تالار پوپین در آزمایشگاه کلمبیا، تیمی از دانشمندان متشکل از انریکو فرمی، اولین آزمایش شکافت هسته‌ای را در آمریکا انجام دادند. 

ایجاد واکنش‌های زنجیره‌ای تابش نوترون، دلیل اصلی ساخت رآکتور هسته‌ای بود

پس از درک اولیه‌ی شکافت هسته‌ای توسط دانشمندان سرتاسر جهان، نوبت به آزمایش کنترل شکافت رسید. دانشمندان فرانسوی قبلا ادعا کرده بودند که تعداد نوترون‌های ساطع‌شده از اورانیم پس از بمباران نوترونی، بیش از نوترون‌‌های جذب‌شده خواهد بود. چنین رویکردی احتمال واکنش‌های زنجیره‌ای بر اثر بمباران را افزایش می‌داد. فرمی همچنین نظری داشت و کمی بعد به‌همراه همکارانش روی ۲۰۰ کیلیوگرم اکسید اورانیم آزمایش انجام دادند تا شکافت هسته‌ای را در ابعاد گسترده‌تر بررسی کنند.

فرمی برای بررسی واکنش زنجیره‌ای اورانیوم، دست به طراحی دستگاهی برای ایجاد چنین واکنش‌هایی زد که همان رآکتور هسته‌ای بود. نرخ جذب نوترون‌ها توسط هیدورژن موجود در آب نشان می‌داد که نمی‌توان رآکتور را با اورانیوم و آب به‌عنوان آرام‌کننده‌ی نوترون اجرا کرد. فرمی پیشنهاد داد که از بلوک‌های اکسید اورانیوم و گرافیت به‌عنوان آرام‌کننده استفاده شود. چنین دستگاهی نرخ جذب نوترون‌ها را کاهش می‌داد و درنتیجه واکنش‌های زنجیره‌ای ممکن می‌شد. 

انریکو فرمی / Enrico Fermi

طرح شماتیک رآکتور شیکاگو

لئو زیلارد یکی از همکاران فرمی در آزمایش رآکتور بود. او و فرمی با وجود همکاری در نگارش مقاله پیرامون تولید نوترون از اورانیوم، اختلافاتی جزئی با هم داشتند. فرمی جزو اولین افرادی بود که پس از موفقیت آزمایش‌ها، مقامات نظامی را از اثرات احتمالی استفاده از انرژی هسته‌ای مطلع کرد. منتهی سخنرانی‌های او نتیجه‌‌ی مناسبی در پی نداشت و نیروی دریایی آمریکا تنها ۱،۵۰۰ دلار به ادامه‌ی تحقیقات در دانشگاه کلمبیا کمک مالی کرد. در ادامه‌ی همان سال، نامه‌ی معروف دانشمندان هسته‌ای همچون زیلارد، یوجین واینر و ادوارد تلر با امضای اینشتین به رئیس‌جمهور آمریکا روزولت ارسال شد که تهدید ساخت بمب اتم توسط آلمانی‌ها را جدی بیان می‌کرد. روزولت در پاسخ به نامه، کمیته‌‌ای را برای تحقیقات پیرامون این موضوع تشکیل داد.

تشکیل کمیته‌ی تحقیقاتی به‌معنای سرمایه‌گذاری بیشتر روی تحقیقات فرمی بود. فرمی برای ادامه‌ی تحقیقات به دانشگاه شیکاگو رفت و در آن زمان پلوتونیوم را نیز به موضوع آزمایش‌ها اضافه کرد. او و تیمش به ساخت رآکتور هسته‌ای نزدیک و نزدیک‌تری می‌شدند، اما انجام آزمایش‌های آن در دانشگاه شیکاگو در مرکز شهر، عقلانی نبود. به‌هرحال پس از کمی برنامه‌ریزی و عدم موفقیت در جابه‌جایی آزمایشگاه به بیرون از شهر، فرمی ادعا کرد که رآکتور را در زیرزمین یکی از زمین‌های ورزشی دانشگاه می‌سازد.

آزمایش فرمی درنهایت در دوم دسامبر سال ۱۹۴۲ با موفقیت انجام شد و اولین رآکتور جهان به‌نام Chicago Pile-1 شروع به کار کرد. تمامی فرایندها با دقت فراوان انجام شدند و به‌محض موفقیت‌آمیز بودن اولین واکنش زنجیره‌ای در رآکتور، تماسی برای اعلام آن با جیمز کونانت، مدیر وقت کمیته‌ی تحقیقات پیشرفته‌ی دفاعی آمریکا برقرار شد.

انریکو فرمی / Enrico Fermi

مدل سه‌بعدی رآکتور شیکاگو

پس از موفقیت نمونه‌ی اولیه‌ی رآکتور فرمی، برای پیشگیری از هرگونه خطرات برای سلامت جامعه، ادامه‌ی تحقیقات در جنگل آرگون در نزدیکی شیکاگو انجام شد. تحقیقات پیرامون کاربردهای نوترون‌های ایجادشده در رآکتور، موضوع تمرکز بعدی فرمی بود. او آزمایشگاه آرگون را به‌صورت مستقل مدیریت می‌کرد و کاربردهای زیستی و پزشکی اولین اهداف آزمایش‌ها با رآکتور شیکاگو بودند.

پس از رآکتور هسته‌ای، نوبت به نظارت بر پروژه ساخت بمب اتم رسید

پس از موفقیت فرمی در ساخت رآکتور هسته‌ای، طراحی و ساخت نمونه‌های دیگر در آمریکا شروع شد. مرکز بعدی، به‌نام X-10 در اوک ریج تأسیس شد که فرمی به‌عنوان دانشمند ناظر در فرایند آن دخیل بود. موفقیت رآکتور اوک ریج، دستاورد بزرگ دیگری برای آمریکایی‌ها بود تا در استفاده از پلوتونیوم در کاربردهای هسته‌ای تجربه کسب کنند. رآکتور بعدی که تحت مدیریت و نطارت فرمی ساخته شد، B Reactor نام داشت که در سایت هسته‌ای هانفورد کار خود را شروع کرد.

فرمی در سال ۱۹۴۴ حق شهروندی آمریکا را دریافت کرد. مقصد بعدی او، پروژه‌‌ی Y در لوس آلاموس نیومکزیکو بود که با هدف ساخت اولین بمب اتمی در جریان جنگ جهانی دوم فعالیت می‌کرد. فرم درگیر فرایندهای مدیریت و نظارت بر تحقیقات بمب اتمی آمریکایی‌ها شد و در سال ۱۹۴۵ اولین آزمایش بمب هسته‌ای آمریکا به‌نام ترینیتی را نیز از نزدیک مشاهده کرد. او با بررسی دامنه‌ی انفجار، قدرت بمب آزمایش‌شده را برابر با ۱۰ کیلوتن تی‌ان‌تی بیان کرد. 

انریکو فرمی / Enrico Fermi

آگهی فوت فرمی در روزنامه

آمریکایی‌ها در سیستم هسته‌ای خود کمیته‌ای برای تصمیم‌گیری درباره‌ی نحوه‌ی استفاده از بمب اتمی تشکیل داده بودند. فرمی عضو آن کمیته بود و یکی از نتایج جلسه‌های آن‌ها، مجوز استفاده از بمب بدون اطلاع با هدف مراکز صنعتی بود. او و بسیاری از دانشمندان لوس آلاموس از جزئیات حمله‌ی اتمی به هیروشیما و ناکازاکی مطلع نبودند. به‌علاوه فرمی مخالف ایده‌های حکومت جهانی و استفاده از بمب اتم برای جلوگیری از جنگ بود. او به‌خاطر همین اعتقادات در انجمن دانشمندان بمب هسته‌ای لوس آلاموس عضو نشد.

فعالیت‌های پس از جنگ و مرگ

فرمی در سال ۱۹۴۵ به‌‌عنوان استاد فیزیک دانشگاه شیکاگو مشغول به کار شد. او در همان سال عضو آکادمی ملی علوم آمریکا نیز شد. نزدیکی آزمایشگاه آرگون به شیکاگو باعث شد تا فرمی علاوه‌بر تدریس، فرایندهای آزمایشگاهی را نیز در آرگون ادامه دهد. پراکندگی نوترونی از موضوعات مورد مطالعه‌ی دانشمند ایتالیایی در آن سال‌ها بود که با همراهی لئونا مارشال انجام می‌شد. به‌علاوه فرمی تحقیقات خود را در فیزیک نظری هم ادامه داد.

انریکو فرمی / Enrico Fermi

فرمی درکنار همسرش لارا

در سال ۱۹۴۹، اولین جنگ‌افزار هسته‌ای اتحاد جماهیر شوروی منفجر شد. فرمی به‌همراه ایزیدور رابی، از دیگر دانشمندان هسته‌ای نامه‌ای سرگشاده به کمیته‌ی انرژی هسته‌ای آمریکا نوشتند و اخطارهای جدی اخلاقی و فنی نسبت به توسعه‌ی بمب‌های هیدروژنی بیان کردند. باوجوداین،  فرمی به‌عنوان مشاور درکنار تیم توسعه‌ی بمب هیدروژنی در لوس آلاموس حضور یافت.

فرمی در سال‌های پایانی عمر، روی تدریس در دانشگاه متمرکز بود

فرمی در سال‌های پایانی فعالیت تمرکز خود را روی تدریس در دانشگاه شیکاگو گذاشت. او دانشجوهای بزرگی داشت که از میان آن‌ها می‌‌توان به جرومی فریدمن، ماروین گلدبرگر و آرتور روزنلفد اشاره کرد. فیزیک ذرات، حوزه‌‌ی اصلی تمرکز تحقیقات فرمی در آن سال‌ها بود که بررسی ذرات پیون و میون، بخش مهمی از آن را به خود اختصاص می‌داد. تابش‌های کیهانی از دیگر حوزه‌های تحقیقاتی فرمی در سال‌های پس از جنگ بود. او مقاله‌ای پیرامون منبع تابش‌های کیهانی نوشت و در آن ادعا کرد که تابش‌ها ازطریق موادی ایجاد می‌شوند که در فضای بین ستاره‌ای شتاب می‌گیرند. 

یکی از نقل‌قول‌های فرمی در سال‌های پایانی عمر پیرامون تحقیقات دانشمندان، نکات جالب توجهی درباره‌ی تحقیقات هسته‌ای و به‌طور کلی مطالعات علمی دارد. او در جایی گفته بود:

شاید برخی افراد با خود بگویند که این همه تلاش برای جمع‌آوری حقایق علمی چه فایده‌ای دارد؟ حقایقی که به‌جز چند پروفسور موبلند برای هیچ فرد دیگری مفید نخواهند بود. چون بسیاری از مردم هیچ درکی از حقایق ندارند. برای پاسخ به این سؤال می‌توان یک پیش‌بینی ارائه داد.

تاریخ علم و فناوری به ما یاد می‌دهد که پیشرفت‌های علمی در درک ابتدایی از جهان، دیر یا زود به کاربردهای فنی و صنعتی منجر می‌شوند. کاربردهایی که درنهایت رخدادهایی انقلابی در زندگی همه‌ی مردم ایجاد می‌کنند. من تصور نمی‌کنم که افزایش درک درباره‌ی زیرساخت‌های اساسی ماده، از قانون بالا پیروی نکند. به‌هرحال می‌توانم بگویم انسان زمانی به بلوغ کافی می‌رسد که از قدرت‌های دریافت‌شده از طبیعیت، استفاده‌ی مفید داشته باشد.

انریکو فرمی / Enrico Fermi

مقبره‌ی انریکو فرمی در شیکاگو

انریکو فرمی در ۲۸ نوامبر سال ۱۹۵۴ در سن ۵۳ سالگی و بر اثر سرطان معده درگذشت. او روزهای پایانی را در خانه‌اش در شیکاگو گذراند و مراسم یادبود نیز در دانشگاه شیکاگو راکفلر کاپل برگزار شد. جسد او در گورستان اوک وودز به خاک سپرده شد.

جوایز و افتخارات

فرمی در سال‌های فعالیت علاوه‌بر دریافت جایزه‌ی نوبل، جوایز علمی متعددی را دریافت کرد. مدال ماتوچی در سال ۱۹۲۶، مدال هیوز در سال ۱۹۴۲، مدال فرانکین در سال ۱۹۴۷ و جایزه‌ی رامنفورد در سال ۱۹۵۳ به او اهدا شد. مدال شایستگی ایالات متحده‌ی آمریکا در سال ۱۹۴۶ به‌خاطر همکاری‌های فرمی در پروژه‌ی منهتن، به این دانشمند ایتالیای تعلق گرفت. در سال ۱۹۵۰، آکادمی سلطنتی علوم لندن، فرمی را به‌عنوان عضو خارجی پذیرفت.

انریکو فرمی دو دستاورد متناقض هسته‌ای برای بشریت به ارمغان آورد

در سال ۱۹۹۹، مجله‌ی تایم نام فرمی را در میان ۱۰۰ فرد برتر قرن بیستم قرار داد. او همیشه در محافل علمی به‌عنوان فیزیک‌دانی ماهر با توانایی‌های بالا در هر دو حوزه‌ی فیزیک نظری و کاربردی شناخته شده است. او استادی قابل احترام در میان دانشجویانش بود و به اهمیت دادن به جزئیات، سادگی در تدریس و آمادگی کامل برای کلاس‌ها شهرت داشت. فرمی روش‌هایی برای محاسبه‌ی سریع پاسخ‌های حدودی مسائل هم داشت که بعدا به روش فرمی مشهور شد و امروزه، به‌عنوان یکی از روش‌های حل مسئله آموزش داده می‌شود.

انریکو فرمی / Enrico Fermi

پلاک یادگار فرمی در باسیکیلا فلورانس ایتالیا

شهرت و دستاوردهای انریکو فرمی باعث شد تا نام این دانشمند برای موضوعات و مکان‌های متعددی استفاده شود. شتاب‌دهنده‌ی ذرات فرمی‌لب در ایلی‌نوی یکی از مکان‌هایی است که نام دانشمند ایتالیایی را یدک می‌کشد. به‌علاوه یک تلسکوپ فضایی اشعه‌ی گاما نیز به‌نام فرمی وجود دارد که در مدار نزدیک به زمین فعالیت می‌کند. رآکتورهای هسته‌ای متعددی نیز در آمریکا فعالیت می‌کنند که به‌نام فرمی شناخته می‌شوند.

از سال ۱۹۵۶، کمیسیون انرژی اتمی ایالات متحده بالاترین جایزه‌ی افتخاری خود را جایزه‌ی فرمی نام‌گذاری کرد. از میان دانشمندانی که مفتخر به جایزه‌ی فرمی شده‌اند می‌توان به بزرگانی همچون اوتو هان، رابرت اوپنهایمر، ادوارد تلر و هانس بیته اشاره کرد.

انریکو فرمی دانشمندی بود که نامش را درکنار دو دستاورد متناقض جهان ثبت کرد. او در ساخت اولین رآکتور هسته‌ای جهان نقش داشت که امروزه دستاوردهای بزرگ علمی و فناوری با استفاده از همان مفاهیم کسب می‌شوند. درکنار این کشف بزرگ، نام بمب اتم قرار می‌گیرد که پس از اولین آزمایش‌های فرمی و همکارانش، به بزرگ‌ترین تهدید جنگ‌افزاری جهان تبدیل شد که بسیاری از درگیری‌های کنونی سرتاسر جهان، به خاطر آن ایجاد شده‌اند.

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده
تبلیغات

بیشتر بخوانید