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恩利高·費米
美籍意大利裔物理學家 / 維基百科,自由的 encyclopedia
恩利高·費米(意大利語:Enrico Fermi;1901年9月29日—1954年11月28日),美籍意大利裔物理學家,美國芝加哥大學物理學教授。[1][2][3][4][5] 他對量子力學、核物理、粒子物理以及統計力學都做出了傑出貢獻,曼克頓計劃期間領導製造出世界首個核子反應堆(芝加哥1號堆),也是原子彈的設計師和締造者之一,被譽為「原子能之父」。[6][7][8] 費米擁有數項核能相關專利,並在1938年因研究由中子轟擊產生的感生放射以及發現超鈾元素而獲得了諾貝爾物理學獎。[5] 他是物理學日漸專門化後少數幾位在理論方面和實驗方面皆能稱作佼佼者的物理學家之一。[9]
恩利高·費米 ![]() Enrico Fermi | |
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![]() 恩利高·費米,攝於1940年代 | |
出生 | (1901-09-29)1901年9月29日![]() |
逝世 | 1954年11月28日(1954歲—11—28)(53歲)![]() |
死因 | 胃癌 |
公民權 | ![]() ![]() |
母校 | 比薩高等師範學校 |
知名於 | |
配偶 | 勞拉·費米(英語:Laura Fermi) |
獎項 |
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科學生涯 | |
研究領域 | 物理學 |
機構 | 比薩高等師範學校 哥廷根大學 萊頓大學 佛羅倫薩大學 羅馬大學 哥倫比亞大學 芝加哥大學 加州大學柏克萊分校 |
博士導師 | 路易吉·普錢蒂 |
博士生 |
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其他著名學生 | |
簽名 | |
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費米在統計力學領域做出了他第一個重大理論貢獻。物理學家華夫岡·鮑利1925年提出了鮑利不相容原理。費米依據這一原理對於理想氣體系統進行了分析,所得到的統計形式現在通常稱作費米–狄拉克統計。現在,人們將遵守不相容原理的粒子稱為「費米子」。之後,鮑利又對β衰變進行了分析。為使這一衰變過程能量守恆,鮑利假設在產生電子時同時會產生一種電中性的粒子。這種粒子當時尚未觀測到。費米對於這一粒子的性質進行了分析,得出了它的理論模型,並將其稱為「微中子」。他對β衰變進行理論分析而得到的理論模型後來被物理學家稱作「費米相互作用(英語:Fermi's interaction)」。這一理論後來發展為弱相互作用理論。弱相互作用是四種基本相互作用之一。費米還對由中子誘發的感生放射進行了實驗研究。他發現慢中子要比快中子易於俘獲,並推導出費米壽命方程式(英語:Fermi age equation)來描述這一放射過程。在用慢中子對釷核以及鈾核進行轟擊後,他認為他得到了新的元素。儘管他因為這一發現而獲得了諾貝爾物理學獎,但這些元素後來被發現只是核分裂產物。
費米1938年逃離意大利,以避免他的夫人勞拉因為猶太裔出身而受到新通過的意大利種族法(英語:Italian Racial Laws)波及。他移民至美國,並在第二次世界大戰期間參與曼克頓計劃。費米領導了他的團隊設計並建造了芝加哥1號堆。這個反應堆1942年12月2日進行了臨界試驗(英語:Nuclear reactor physics#Criticality),完成了首次人工自持續連鎖反應。他之後着手建造位於田納西州橡樹嶺的X-10石墨反應堆和漢福德區的漢福德B反應堆(英語:B Reactor)。這兩個反應堆先後於1943年和1944年進行了臨界試驗。他還領導了洛斯阿拉莫斯國家實驗室的F部,致力於實現愛德華·泰勒設計的利用熱核反應的「超級核彈(英語:History of the Teller–Ulam design)」。1945年7月16日,費米參與了三位一體核試,並利用自己的方法估算了爆炸當量。
戰後,費米參與了由羅拔·奧本海默領導的一般顧問委員會,向美國原子能委員會提供核技術以及政策方面的建議。在得知蘇聯1949年8月完成了首亞原子彈爆炸試驗後,費米從道德以及技術層面都極力反對發展氫彈。他1954年在奧本海默安全聽證會上為奧本海默作證。但奧本海默最終仍是被剝奪了安全許可。費米對於粒子物理,特別是π介子以及緲子的相關理論,做出了重要貢獻。他推測宇宙射線產生於星際空間中受磁場作用加速的物質。在他身後,有許許多多以他的名字命名的獎項、事物以及研究機構,其中包括:恩利高·費米獎、恩利高·費米研究所、費米國立加速器實驗室、費米伽瑪射線空間望遠鏡、恩利高·費米核電站(英語:Enrico Fermi Nuclear Generating Station)以及元素鐨。