मैं यहाँ आने से पहले इस विषय के बारे में भ्रमित था। आपके व्याख्यान को सुनने के बाद मैं अभी भी भ्रमित हूँ। लेकिन एक उच्च स्तर पर।
Enrico Fermi एक इतालवी भौतिकविद् थे जो बाद में अमेरिकी नागरिक बने और दुनिया के पहले परमाणु रिएक्टर, Chicago Pile-1 के निर्माता थे। उन्हें "परमाणु युग के आर्किटेक्ट" और "परमाणु बम के आर्किटेक्ट" कहा गया है। वे बहुत कम भौतिकविदों में से एक थे जिन्होंने सैद्धांतिक भौतिकी और प्रायोगिक भौतिकी दोनों में उत्कृष्टता प्राप्त की। Fermi को न्यूट्रॉन बमबारी द्वारा प्रेरित रेडियोएक्टिविटी पर उनके काम और ट्रांसयूरेनियम तत्वों की खोज के लिए 1938 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। अपने सहयोगियों के साथ, Fermi ने परमाणु शक्ति के उपयोग से संबंधित कई पेटेंट दाखिल किए, जिन सभी को अमेरिकी सरकार ने अपने नियंत्रण में ले लिया। उन्होंने सांख्यिकीय यांत्रिकी, क्वांटम सिद्धांत, और परमाणु तथा कण भौतिकी के विकास में महत्वपूर्ण योगदान दिया।
Fermi का पहला बड़ा योगदान सांख्यिकीय यांत्रिकी के क्षेत्र में था। Wolfgang Pauli ने 1925 में अपने अपवर्जन सिद्धांत को तैयार करने के बाद, Fermi ने एक पत्र प्रकाशित किया जिसमें उन्होंने इस सिद्धांत को एक आदर्श गैस पर लागू किया, एक सांख्यिकीय सूत्रीकरण का उपयोग करते हुए जो अब Fermi–Dirac statistics के रूप में जाना जाता है। आज, अपवर्जन सिद्धांत का पालन करने वाले कणों को "fermions" कहा जाता है। Pauli ने बाद में एक अनावेशित अदृश्य कण के अस्तित्व को मान लिया जो बीटा क्षय के दौरान एक इलेक्ट्रॉन के साथ उत्सर्जित होता है, ऊर्जा के संरक्षण के नियम को संतुष्ट करने के लिए। Fermi ने इस विचार को आगे बढ़ाया, एक मॉडल विकसित किया जिसमें अनुमानित कण को शामिल किया गया, जिसे उन्होंने "neutrino" नाम दिया। उनका सिद्धांत, जिसे बाद में Fermi's interaction कहा जाता है और अब weak interaction कहा जाता है, प्रकृति में चार मौलिक अंतःक्रियाओं में से एक को वर्णित करता है। हाल ही में खोजे गए न्यूट्रॉन के साथ रेडियोएक्टिविटी प्रेरित करने के प्रयोगों के माध्यम से, Fermi ने पाया कि धीमे न्यूट्रॉन तेज़ लोगों की तुलना में परमाणु नाभिक द्वारा अधिक आसानी से पकड़े गए थे, और उन्होंने इसका वर्णन करने के लिए Fermi age equation विकसित किया। थोरियम और यूरेनियम को धीमे न्यूट्रॉन से बमबारी करने के बाद, उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि उन्होंने नए तत्व बनाए हैं। हालांकि उन्हें इस खोज के लिए नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था, नए तत्वों को बाद में परमाणु विखंडन उत्पादों के रूप में प्रकट किया गया।
Fermi 1938 में इटली छोड़ गए ताकि नए इतालवी नस्लीय कानूनों से बच सकें जो उनकी यहूदी पत्नी, Laura Capon को प्रभावित करते थे। वह संयुक्त राज्य अमेरिका चले गए, जहाँ उन्होंने द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान Manhattan Project पर काम किया। Fermi ने उस दल का नेतृत्व किया जिसने Chicago Pile-1 को डिज़ाइन और निर्मित किया, जो 2 दिसंबर 1942 को critical हो गया, पहली मानव-निर्मित, आत्मनिर्भर परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया का प्रदर्शन किया। वह X-10 Graphite Reactor at Oak Ridge, Tennessee के critical होने पर मौजूद थे, और B Reactor at the Hanford Site के अगले साल ऐसा करने पर भी। Los Alamos में, उन्होंने F Division का नेतृत्व किया, जिसका एक भाग Edward Teller के थर्मोन्यूक्लियर "Super" बम पर काम कर रहा था। वह 16 जुलाई 1945 को Trinity test पर मौजूद थे, जहाँ उन्होंने बम की उपज का अनुमान लगाने के लिए अपनी Fermi method का उपयोग किया।
युद्ध के बाद, Fermi ने J. Robert Oppenheimer के तहत General Advisory Committee पर सेवा की, जिसने परमाणु मामलों पर Atomic Energy Commission को सलाह दी। अगस्त 1949 में पहले Soviet fission bomb के विस्फोट के बाद, उन्होंने एक hydrogen bomb के विकास का नैतिक और तकनीकी दोनों आधारों पर दृढ़ता से विरोध किया। वह उन वैज्ञानिकों में से थे जिन्होंने 1954 की सुनवाई पर Oppenheimer की ओर से गवाही दी जिसके परिणामस्वरूप Oppenheimer की सुरक्षा प्राधिकरण से इनकार हुआ। Fermi ने कण भौतिकी में महत्वपूर्ण काम किया, विशेष रूप से pions और muons से संबंधित, और उन्होंने अनुमान लगाया कि ब्रह्मांडीय किरणें तब उत्पन्न होती हैं जब सामग्री को अंतरतारकीय अंतरिक्ष में चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा त्वरित किया जाता है। कई पुरस्कार, अवधारणाएं, और संस्थान Fermi के नाम पर रखे गए हैं, जिनमें Enrico Fermi Award, Enrico Fermi Institute, Fermi National Accelerator Laboratory Fermilab, Fermi Gamma-ray Space Telescope, Enrico Fermi Nuclear Generating Station, और सिंथेटिक तत्व fermium शामिल हैं, जिससे वह 16 वैज्ञानिकों में से एक हैं जिनके नाम पर तत्व रखे गए हैं।
एक महान और प्रिय शिक्षक, Fermi ने कम से कम 8 युवा शोधकर्ताओं को सलाह दी या सीधे प्रभावित किया जो आगे चलकर नोबेल पुरस्कार जीतने गए।
प्रारंभिक जीवन
Enrico Fermi का जन्म Rome, Italy में 29 सितंबर 1901 को हुआ था। वह Alberto Fermi का तीसरा बच्चा था, जो Railways के Ministry में एक विभाग प्रमुख थे, और Ida de Gattis, एक प्राथमिक विद्यालय शिक्षक। उनकी बहन, Maria, दो साल बड़ी थी, उनके भाई Giulio एक साल बड़े थे। दोनों लड़कों को एक ग्रामीण समुदाय में गीली नर्स करने के लिए भेजे जाने के बाद, Enrico ढाई साल की उम्र में Rome में अपने परिवार के साथ फिर से जुड़ गए। हालाँकि उन्हें अपने दादा-दादी की इच्छा के अनुसार रोमन कैथोलिक में बपतिस्मा दिया गया था, उनका परिवार विशेष रूप से धार्मिक नहीं था; Enrico अपने वयस्क जीवन भर एक अज्ञेयवादी था। एक छोटे लड़के के रूप में वह अपने भाई Giulio के समान रुचियों को साझा करते थे, विद्युत मोटरें बनाते थे और विद्युत और यांत्रिक खिलौनों के साथ खेलते थे। Giulio की 1915 में गले की फोड़े पर एक ऑपरेशन के दौरान मृत्यु हो गई और Maria की 1959 में Milan के पास एक हवाई जहाज दुर्घटना में मृत्यु हो गई।
एक स्थानीय बाजार में Fermi को एक भौतिकी पुस्तक मिली, 900 पृष्ठ की Elementorum physicae mathematicae। Jesuit Father Andrea Caraffa द्वारा Latin में लिखी गई, जो Collegio Romano के प्रोफेसर थे, इसमें गणित, शास्त्रीय यांत्रिकी, खगोल विज्ञान, प्रकाशिकी, और ध्वनिकी को प्रस्तुत किया गया था जैसा कि इसके 1840 प्रकाशन के समय समझा जाता था। वैज्ञानिक रुचि वाले मित्र, Enrico Persico के साथ, Fermi ने gyroscopes बनाने और पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के त्वरण को मापने जैसे प्रकल्पों का पीछा किया। Fermi के पिता के एक सहयोगी ने उन्हें भौतिकी और गणित की किताबें दीं जिन्हें उन्होंने जल्दी ही आत्मसात कर लिया।
Scuola Normale Superiore in Pisa
Fermi ने जुलाई 1918 में हाई स्कूल से स्नातक किया, और Amidei की सलाह पर Pisa में Scuola Normale Superiore के लिए आवेदन किया। एक बेटे को खो चुके होने के कारण, उनके माता-पिता ने केवल अनिच्छा से उन्हें चार साल के लिए स्कूल के आवासों में रहने की अनुमति दी। Fermi ने कठिन प्रवेश परीक्षा में प्रथम स्थान प्राप्त किया, जिसमें "Specific characteristics of Sounds" विषय पर एक निबंध शामिल था; 17 साल के Fermi ने एक कंपन करने वाली छड़ के लिए आंशिक अंतर समीकरण को व्युत्पन्न और हल करने के लिए Fourier analysis का उपयोग करना चुना, और Fermi का साक्षात्कार लेने के बाद परीक्षक ने घोषणा की कि वह एक असाधारण भौतिकविद् बनेंगे।
Scuola Normale Superiore में Fermi ने साथी छात्र Franco Rasetti के साथ मजाक किए; दोनों करीबी दोस्त और सहयोगी बन गए। Fermi को Luigi Puccianti द्वारा सलाह दी गई, जो भौतिकी प्रयोगशाला के निदेशक थे, जिन्होंने कहा कि उनके पास Fermi को सिखाने के लिए बहुत कम था और अक्सर Fermi से कुछ सिखाने के लिए कहते थे। Fermi का क्वांटम भौतिकी का ज्ञान ऐसा था कि Puccianti ने उन्हें इस विषय पर सेमिनार आयोजित करने के लिए कहा। इस समय के दौरान Fermi ने tensor calculus सीखा, जो सामान्य सापेक्षता के लिए महत्वपूर्ण तकनीक है। Fermi ने शुरुआत में गणित को अपने मुख्य विषय के रूप में चुना, लेकिन जल्द ही भौतिकी में स्विच कर गए। वह बड़े हिस्से में स्वशिक्षित रहे, सामान्य सापेक्षता, क्वांटम यांत्रिकी, और परमाणु भौतिकी का अध्ययन किया।
सितंबर 1920 में, Fermi को भौतिकी विभाग में प्रवेश दिया गया। चूंकि विभाग में केवल तीन छात्र थे—Fermi, Rasetti, और Nello Carrara—Puccianti ने उन्हें प्रयोगशाला को जो भी उद्देश्य के लिए वे चाहते थे स्वतंत्र रूप से उपयोग करने दिया। Fermi ने तय किया कि उन्हें X-ray crystallography पर शोध करना चाहिए, और तीनों ने Laue photograph बनाने का काम किया—एक क्रिस्टल की X-ray photograph। 1921 के दौरान, विश्वविद्यालय में उनके तीसरे वर्ष में, Fermi ने अपने पहले वैज्ञानिक कार्यों को इतालवी पत्रिका Nuovo Cimento में प्रकाशित किया। पहला "On the dynamics of a rigid system of electrical charges in translational motion" Sulla dinamica di un sistema rigido di cariche elettriche in moto traslatorio शीर्षक था। आने वाली चीजों का संकेत यह था कि द्रव्यमान को tensor के रूप में व्यक्त किया गया था—एक गणितीय निर्माण जो आमतौर पर त्रि-आयामी स्थान में कुछ गतिशील और परिवर्तनशील को वर्णित करने के लिए उपयोग किया जाता है। शास्त्रीय यांत्रिकी में, द्रव्यमान एक अदिश राशि है, लेकिन सापेक्षता में यह वेग के साथ बदलता है। दूसरा पत्र "On the electrostatics of a uniform gravitational field of electromagnetic charges and on the weight of electromagnetic charges" Sull'elettrostatica di un campo gravitazionale uniforme e sul peso delle masse elettromagnetiche था। सामान्य सापेक्षता का उपयोग करते हुए, Fermi ने दिखाया कि एक आवेश का वजन U/c2 के बराबर है, जहाँ U सिस्टम की इलेक्ट्रोस्टेटिक ऊर्जा थी, और c प्रकाश की गति है।
पहला पत्र विद्युत चुंबकीय द्रव्यमान की गणना के संबंध में इलेक्ट्रोडायनामिक सिद्धांत और सापेक्षवादी सिद्धांत के बीच एक विरोधाभास की ओर इशारा करता प्रतीत होता था, क्योंकि पूर्व ने 4/3 U/c2 का मान माना। Fermi ने अगले साल "Concerning a contradiction between electrodynamic and the relativistic theory of electromagnetic mass" में इसे संबोधित किया जिसमें उन्होंने दिखाया कि स्पष्ट विरोधाभास सापेक्षता का एक परिणाम था। यह पत्र इतना सम्मानित था कि इसे German में अनुवादित किया गया और 1922 में German scientific journal Physikalische Zeitschrift में प्रकाशित किया गया। उस वर्ष, Fermi ने अपना लेख "On the phenomena occurring near a world line" Sopra i fenomeni che avvengono in vicinanza di una linea oraria को इतालवी पत्रिका I Rendiconti dell'Accademia dei Lincei में प्रस्तुत किया। इस लेख में उन्होंने Principle of Equivalence की जांच की, और तथाकथित "Fermi coordinates" को पेश किया। उन्होंने साबित किया कि समय रेखा के करीब एक विश्व रेखा पर, अंतरिक्ष इस तरह व्यवहार करता है जैसे यह एक Euclidean space हो।
Fermi ने अपना थीसिस, "A theorem on probability and some of its applications" Un teorema di calcolo delle probabilità ed alcune sue applicazioni, जुलाई 1922 में Scuola Normale Superiore को प्रस्तुत किया, और असामान्य रूप से कम उम्र 20 में अपना laur
