Ото Роберт Фриш

Ото Роберт Фриш, члан Краљевског друштва (1. октобар 1904 – 22. септембар 1979) је био британски физичар рођен у Аустрији који је радио на нуклеарној физици. Са Лизом Мајтнер је унапредио прво теоријско објашњење нуклеарне фисије (сковао термин) и први експериментално открио нуспроизводе фисије. Касније је са својим сарадником Рудолфом Пајерлсом дизајнирао први теоријски механизам за детонацију атомске бомбе 1940.^[1]

Ото Роберт Фриш
ИД значка нуклеарног физичара Ота Роберта Фриша из пројекта Менхетн
Датум рођења	(1904-10-01)1. октобар 1904.
Место рођења	Беч, Аустроугарска
Датум смрти	22. септембар 1979.(1979-09-22) (74 год.)
Место смрти	Кембриџ, Уједињено Краљевство
Образовање	Универзитет у Бечу
Поље	физика
Награде	члан Краљевског друштва
Потпис

Младост

Фриш је рођен у Бечу 1904. године у јеврејској породици, син Јустинијана Фриша, сликара, и Огисте Мајтнер Фриш, концертне пијанисткиње. И сам је био талентован за сликарство и клавир, али је такође делио љубав своје тетке Лизе Мајтнер према физици и започео је период студија на Универзитету у Бечу, где је дипломирао 1926. године са радом о утицају новооткривеног електрона на соли.

Нуклеарна физика

Након неколико година рада у релативно неугледним лабораторијама у Немачкој, Фриш је добио позицију у Хамбургу код научника Ота Штерна, добитника Нобелове награде. Овде је радио на дифракцији атома (користећи кристалне површине) и такође доказао да је магнетни момент протона много већи него што се раније претпостављало.^[2]

Долазак Адолфа Хитлера на место канцелара Немачке 1933. натерао је Ота Роберта Фриша да донесе одлуку да се пресели у Лондон, где се придружио особљу на Биркбек колеџу^[3] и радио са физичарем Патриком Мајнардом Стјуартом Блекетом на технологији маглене коморе и вештачке радиоактивности. Уследио је петогодишњи боравак у Копенхагену код Нилса Бора где се све више специјализовао за нуклеарну физику, посебно за физику неутрона.

Нуклеарна фисија

Ото Фриш, Лиза Мајтнер и Глен Сиборг

Током божићних празника 1938. посетио је своју тетку Лизу Мајтнер у Кунгелву, у Шведској. Док је била тамо, примила је вест да су Ото Хан и Фриц Штрасман у Берлину открили да судар неутрона са језгром уранијума производи елемент баријум као један од нуспроизвода. Хан је у писму Мајтнеровој ову нову реакцију назвао „пуцањем“ језгра уранијума. Фриш и Мајтнер су претпоставили да се језгро уранијума поделило на два дела, објаснили су процес и проценили ослобођену енергију, а Фриш је сковао термин фисија, усвојен из процеса фисије у биологији.^[4][5]

Политичка ограничења нацистичке ере приморала су тимове Хана и Штрасмана, и Фриша и Мајтнерову (обоје су били Јевреји) да објављују одвојено. Ханов рад описује експеримент и налаз нуспроизвода баријума.^[6] Рад Мајтнерове и Фриша објаснио је физику која стоји иза овог феномена.^[7]

Фриш се вратио у Копенхаген, где је брзо успео да изолује делове настале у реакцијама фисије.^[8] Како се касније сећао сам Фриш, основну идеју директног експерименталног доказа нуклеарне фисије предложио му је Џорџ Плачек.^[9][10] Многи сматрају да су Мајтнер и Фриш заслужили Нобелову награду за свој допринос разумевању фисије.^[11]

Средином 1939. Фриш је напустио Данску на, како је очекивао, кратко путовање у Бирмингем, али је избијање Другог светског рата спречило његов повратак. Он и физичар Рудолф Пајерлс су израдили Фриш-Пајерлсов меморандум на Универзитету у Бирмингему, који је био први документ који је изложио процес којим би се могла генерисати атомска експлозија. Њихов процес би користио одвојени уранијум-235, који је захтевао прилично малу критичну масу и могао би да постигне ту критичност коришћењем конвенционалних експлозива за стварање изузетно снажне детонације. Меморандум је даље предвиђао ефекте такве експлозије — од почетне експлозије до насталих падавина. Овај меморандум је био основа британског рада на изградњи атомског уређаја (пројекат Tube Alloys) и пројекта Менхетн на коме је Фриш радио као део британске делегације. Фриш и Рудолф Пајерлс су радили заједно на Одсеку за физику на Универзитету у Бирмингему 1939–1940.^[12] Отишао је у Америку 1943. године пошто је на брзину добио британско држављанство.

Пројекат Менхетн

Уређај Годива у Лос Аламосу

Године 1944. у Лос Аламосу, један од Фришових задатака као вође групе Critical Assemblies био је да тачно одреди количину обогаћеног уранијума која би била потребна за стварање критичне масе, масе уранијума која би издржала нуклеарну ланчану реакцију.^[13] То је учинио тако што је сложио неколико десетина шипки од 3 cm обогаћеног уранијум хидрида истовремено и мерио растуће неутронске активности како се критична маса приближава. Водоник у металним шипкама је повећао време потребно за убрзање реакције. Једног дана Фриш је умало изазвао реакцију нагињући се над гомилу, коју је назвао „уређај Леди Годива“.^[14] Тело уређаја је одбијало неутроне назад у гомилу. Крајичком ока видео је да црвене лампе које су повремено трепериле када се емитују неутрони, „непрекидно светле“. Схвативши шта се дешава, Фриш је брзо руком разбацао решетке. Касније је израчунао да је доза зрачења била "прилично безопасна", али да је "оклевао још две секунде пре него што је уклонио материјал... доза би била фатална".^[14] „За две секунде добио је, по великодушним стандардима тог времена, целодневну дозвољену дозу неутронског зрачења.^[15] На тај начин су његови експерименти утврдили тачне масе уранијума потребне за испаљивање бомбе Малиша изнад Хирошиме.

Такође је дизајнирао експеримент "змајев реп" или "гиљотину" у којем је уранијум испуштен кроз рупу у већој фиксној маси уранијума, достижући нешто изнад критичне масе (0,1%) за делић секунде.^[16] На састанку за одобравање експеримента, Ричард Фајнман, коментаришући пролазну опасност која је укључена, рекао је да је то „као да голицате реп змају који спава“. У периоду од око 3 милисекунде температура је порасла брзином од 2000 °C у секунди и емитовано је преко 10¹⁵ вишка неутрона.^[17]

Повратак у Енглеску

С лева на десно: Вилијам Пени, Ото Фриш, Рудолф Пајерлс и Џон Кокрофт 1946.

Године 1946. вратио се у Енглеску да би преузео место шефа одељења за нуклеарну физику у Институту за истраживање атомске енергије у Харвелу, мада је такође провео већи део наредних тридесет година предајући на Кембриџу где је био Џексонијански професор природне филозофије^[3] и стипендиста Тринити колеџа.

Пре него што је отишао у пензију, дизајнирао је^[18] уређај, SWEEPNIK, који је користио ласер и компјутер за мерење трагова у коморама са мехурићима. Видевши да ово има ширу примену, помогао је да се оснује компанија Ласер-Скан Лимитед, сада позната као 1Spatial, да искористи ту идеју.

Пензионисање

Универзитет у Бирмингему - зграда физике Поинтинг - плава плоча

Пензионисао се 1972. године, према прописима Универзитета.^[19] Преминуо је 22. септембра 1979.^[20]

Референце

1. Bethe, H. A.; Winter, George (јануар 1980). „Obituary: Otto Robert Frisch”. Physics Today. 33 (1): 99—100. Bibcode:1980PhT....33a..99B. doi:10.1063/1.2913924. Архивирано из оригинала 28. 9. 2013. г.CS1 одржавање: Формат датума (веза)
2. Frisch, Otto R.; Stern, Otto (1933). „Über die magnetische Ablenkung von Wasserstoffmolekülen und das magnetische Moment des Protons”. Zeitschrift für Physik (на језику: немачки). 85 (1–2): 4—16. Bibcode:1933ZPhy...85....4F. S2CID 120793548. doi:10.1007/BF01330773.
3. Gribbin, J. (2000). Q is for Quantum: An Encyclopedia of Particle Physics. Simon & Schuster. стр. 150. ISBN 978-0-684-86315-3. Приступљено 2021-12-04.
4. Sullivan, Neil J. (2016). The Prometheus Bomb: The Manhattan Project and Government in the Dark. Lincoln: University of Nebraska Press. стр. 19. ISBN 978-1-61234-890-2.
5. Rhodes, Richard (1986). The Making of the Atomic Bomb. New York: Simon & Schuster. стр. 263. ISBN 978-0-684-81378-3. OCLC 13793436.
6. Hahn, O.; Strassmann, F. (1939). „Über den Nachweis und das Verhalten der bei der Bestrahlung des Urans mittels Neutronen entstehenden Erdalkalimetalle [On the detection and characteristics of the alkaline earth metals formed by irradiation of uranium without neutrons]”. Naturwissenschaften (на језику: немачки). 27 (1): 11—15. Bibcode:1939NW.....27...11H. S2CID 5920336. doi:10.1007/BF01488241.
7. Meitner, Lise; Frisch, O. R. (1939). „Disintegration of Uranium by Neutrons: a New Type of Nuclear Reaction”. Nature. 143 (3615): 239—240. Bibcode:1939Natur.143..239M. S2CID 4113262. doi:10.1038/143239a0.
8. Frisch, O. R. (1939). „Physical Evidence for the Division of Heavy Nuclei under Neutron Bombardment”. Nature. 143 (3616): 276. Bibcode:1939Natur.143..276F. doi:10.1038/143276a0 .
9. Otto R. Frisch, "The Discovery of Fission – How It All Began", Physics Today, V20, N11, pp. 43-48 (1967).
10. J. A. Wheeler, "Mechanism of Fission", Physics Today V20, N11, pp. 49-52 (1967).
11. „Fame without a Nobel Prize”. 5. 11. 2015.CS1 одржавање: Формат датума (веза)
12. „Culture trails – Blue Plaque Guide” (PDF). University of Birmingham. Приступљено 2021-12-04.
13. Rhodes, Richard (1986). The Making of the Atomic Bomb. Simon and Schuster. стр. 612–613.
14. Frisch, Otto Robert (1980). What Little I Remember. Cambridge University Press. стр. 161—162. ISBN 0-52-128010-9. „We were building an unusual assembly, with no reflecting material around it; just the reacting compound of uranium-235 ... For obvious reasons we called it the Lady Godiva assembly.”
15. Rhodes, Richard (1986). The Making of the Atomic Bomb. Simon and Schuster. стр. 610–11. ISBN 9780671441333.
16. „Here Be Dragons”.
17. r.e. Malenfant (2005). „Experiments with the Dragon Machine”. OSTI 876514. S2CID 108799363. doi:10.2172/876514.
18. Otto Frisch, "What Little I Remember", Cambridge University Press. . 1979. ISBN 0-521-40583-1. Недостаје или је празан параметар |title= (помоћ)
19. Otto Frisch, "What Little I Remember", Cambridge University Press. . 1979. ISBN 0-521-40583-1. Недостаје или је празан параметар |title= (помоћ)
20. Gribbin, J. (2000). Q is for Quantum: An Encyclopedia of Particle Physics. Simon & Schuster. стр. 150. ISBN 978-0-684-86315-3. Приступљено 2021-12-04.

Библиографија

• Atomic Physics Today (1961)
• Working with ATOMS (1965)
• What Little I Remember (1979)

Спољашње везе

• Annotated bibliography for Otto Frisch from the Alsos Digital Library for Nuclear Issues
• Los Alamos National Laboratory on the British mission Архивирано на сајту (9. март 2013)
• Oral history interview transcript with Otto Robert Frisch on 8 May 1963, American Institute of Physics, Niels Bohr Library & Archives
• Oral history interview transcript with Otto Robert Frisch on 3 May 1967, American Institute of Physics, Niels Bohr Library & Archives
• "On the Feasibility of Coal-Driven Power Stations" (Spoof essay by Frisch written in commemoration of the 70th birthday of Niels Bohr, 7 October 1955) Архивирано на сајту (4. јануар 2019)