Iz knjige

Gde su vanzemaljci	Enriko Fermi	Fermijevo pitanje	Paradoks
FERMIJEV PARADOKS

 

Enriko Fermi je bio najkompletniji fizičar prošloga veka – teoretičar svetskog nivoa i prvoklasan eksperimentator. Nijedan drugi fizičar posle Fermija nije tako lako balansirao između teorije i eksperimenta i nije verovatno da će se takav uopšte naći. Polje istraživanja se previše proširilo da bi takvi skokovi bili mogući.

Fermi je rođen 29. septembra 1901. u Rimu, kao treće dete Alberta Fermija, državnog činovnika, i Ide De Gatis, učiteljice. Ispoljavao je izuzetan talenat za matematiku,4 a kao student fizike na Visokoj školi u Pizi ubrzo je prevazišao svoje profesore.5

Njegov prvi značajniji doprinos fizici bila je analiza ponašanja izvesnih fundamentalnih čestica koje čine materiju. (Te čestice – protoni, neutroni i elektroni – sada se nazivaju fermionima u njegovu čast.) Fermi je pokazao da pri sabijanju materije identični fermioni dolaze u međusoban bliski kontakt, zbog čega rastu odbojne sile koje sprečavaju dalje sabijanje. Ovo fermionsko odbijanje važno je za naše razumevanje tako različitih pojava kao što su ter-mička provodljivost metala i stabilnost „belih patuljaka“.

Ubrzo nakon toga je Fermijeva teorija beta-raspada (tip radioaktivnosti kod koga masivno jezgro emituje elektrone) definitivno zacrtala njegovu međunarodnu reputaciju. Shodno toj teoriji, uz svaki elektron je morala biti emitovana i avetinjska čestica koju je on nazvao neutrino – „neutralni mališa“. Nisu svi bili ubeđeni u postojanje tog hipotetičkog fermijona, ali se pokazalo da je Fermi bio u pravu. Fizičari su najzad 1956. eksperimentalno utvrdili postojanje neutrina. Iako je neutrino zbog svoje nesklonosti da reaguje s normalnom materijom i dalje zadržao atribut „avetinjski“, njegova svojstva su snažno uticala na savremene astronomske i kosmološke teorije.

Godine 1938, Fermi je dobio Nobelovu nagradu za fiziku. Nagrada mu je dodeljena delimično i za originalnu tehniku sondiranja atomskog jezgra. Ta tehnika ga je dovela do otkrića novih radioaktivnih elemenata; bombardujući prirodne elemente neutronima, stvorio je više od 40 veštačkih radioizotopa. Nagrada mu je, između ostalog, dodeljena i za metodu usporavanja neutrona. Iako to izgleda kao manje važno otkriće, ono ima izuzetne prak¬tične primene jer su spori neutroni mnogo efikasniji za indukovanje radioaktivnosti od brzih. (Spori neutron provodi duže u susedstvu ciljnog jezgra, pa je i veća verovatnoća da će s njim reagovati. Na sličan način, veća je vero-vatnoća da dobro usmerena loptica za golf upadne u rupu ukoliko se kreće sporo: brza loptica može da obiđe rupu.) Ovaj princip je iskorišćen u radu nuklearnih reaktora.

SLIKA 1 Ova foto-grafija Enrika Fer-mija koji drži pre-davanje o teoriji atoma, pojavljuje se na poštanskoj marki od 34 centa koju je izdala Ame¬rička pošta 29. septembra 2001. u znak obeležavanja stogodišnjice Fer-mijevog rođenja.

Vest o nagradi je gotovo zasenilo naglo pogoršanje političke situacije u Italiji. Pod sve jačim uticajem Hitlera, i Musolini je započeo antisemitsku kampanju. Italijanska fašistička vlada donosila je zakone koji su bili sušta kopija nacističkih Nirnberških edikata. Zakoni nisu direktno ugrožavali Fermija i njegovo dvoje dece koji su smatrani arijevcima, ali je Fermijeva supruga Laura bila Jevrejka. Zajedno su odlučili da napuste Italiju i Fermi je prihva¬tio nameštenje u Americi.

Dve sedmice po dolasku u Njujork, Fermi je primio vest da su nemački i austrijski naučnici eksperimentalno demonstrirali nuklearnu fisiju. Ajnštajn

je posle malo oklevanja odlučio da napiše svoje istorijsko pismo Ruzveltu ukazujući mu na moguće posledice nuklearne fisije. Navodeći rad Fermija i njegovih saradnika, Ajnštajn je upozorio na mogućnost izazivanja lančane nuklearne reakcije u velikoj masi uranijuma – reakcije koja bi mogla osloboditi ogromnu količinu energije. Ruzvelt je pismom bio dovoljno uzdrman da usmeri fondove na program istraživanja odbrambenih mogućnosti. Fermi je bio intenzivno uključen u taj program.

Fizičari su morali da odgovore na brojna pitanja pre nego što su bili u stanju da naprave bombu, a Fermi je mnoga od njih rešio. Na dan 2. decembra 1942, u improvizovanoj laboratoriji sagrađenoj na terenu za skvoš ispod zapadnih tribina Univerzitetskog stadiona u Čikagu, Fermijeva grupa je uspešno izvela prvu samoodrživu nuklearnu reakciju. Reaktor (ili atomska peć) sastojao se od šipki prečišćenog uranijuma – oko šest tona, sve u svemu – raspoređenih u matrici od grafita. Grafit je usporavao neutrone, omoguću¬jući im izazivanje dalje fisije i održavanje lančane reakcije. Kontrolnim šip¬kama od kadmijuma (jakog apsorbera neutrona) regulisana je brzina lan¬čane reakcije. Reaktor je ušao u kritičnu fazu u 2 sata i 20 minuta popodne, a prvi test je trajao 28 minuta.

Fermi je, kao neprevaziđeni poznavalac nuklearne fizike, znatno doprineo projektu Menhetn. Tog dana, 15. jula 1945, i on je u pustinji Alamogordo pri-sustvovao nuklearnoj probi Triniti, ležeći potrbuške na tlu petnaestak kilo¬metara od nulte tačke. Kada je minuo blesak čudovišne eksplozije, skočio je na noge i ispustio pregršt papirića u vazduh. U mirnom vazduhu bi papirići brzo pali na tlo, ali kada je nekoliko sekundi posle bleska naišao i udarni talas, oni su se kretali paralelno tlu zbog potiska vazduha. I, sasvim tipično za njega, iskoristio je taj trenutak da izmeri horizontalni pomak papirića; pošto je znao udaljenost od centra eksplozije, mogao je odmah da proceni i njom oslobođenu energiju.

Fermi se posle rata vratio akademskom životu na Univerzitetu Čikaga i tu zainteresovao za prirodu i poreklo kosmičkih zraka. Godine 1954, među¬tim, kod njega je konstatovan rak želuca. Emilio Segre, Fermijev dugogodi¬šnji prijatelj i saradnik, posetio ga je u bolnici. Fermi se odmarao posle jedne eksplorativne operacije i bio je prikačen na infuziju. Čak i pred sam kraj, kako dirljivo saopštava Segre, Fermi je zadržao ljubav prema posmatranju i prora¬čunavanju: pomoću štoperice je merio protok infuzije brojeći kapi.

Fermi je umro 29. novembra 1954. u svojoj 53. godini.

Iz knjige:

ako u kosmosu nismo sami GDE SU VANZEMALJCI? 50 REŠENJA FERMIJEVOG PARADOKSA I PROBLEMA VANZEMALJSKO G ŽIVOTA Stiven Veb