Enrico Fermi. Extraído de: https://ahf.nuclearmuseum.org/ahf/profile/enrico-fermi/
Enrico Fermi
(29 de septiembre de 1901, Roma, Italia - 28 de noviembre de 1954, Chicago, Estados Unidos)
Por David Oviedo
Asociación Larense de Astronomía, ALDA
Enrico Fermi, fue un destacado físico italiano, reconocido por sus diversas contribuciones teóricas en el desarrollo de la teoría cuántica, la mecánica estadística y el auge inicial de la física nuclear y de partículas. Es considerado también por sus aportes en el campo experimental, reconocido por la construcción del primer reactor nuclear y por su colaboración durante el Proyecto Manhattan.
Enrico, nació el 29 de septiembre de 1901 en la capital italiana, Roma, en el seno de una familia de clase media y siendo el menor de tres hermanos. Desde temprana edad, Enrico demostró que tenía una memoria extraordinaria y una gran inteligencia, lo que le permitió sobresalir en sus estudios básicos. Uno de los sucesos que marca su juventud, es la muerte de su hermano mayor Giulio, buscando consuelo en el estudio de la ciencia. Enrico, cuenta con un antes y un después con la compra de un antiguo tratado sobre física del sacerdote italiano Andrea Caraffa (1789-1845), con el cual empieza una tarea autodidacta en el aprendizaje de fundamentos matemáticos y desarrollo de las teorías de la mecánica clásica.
Hacia 1918, Fermi sorprendió a la Comisión de la Escuela Normal con su extraordinaria preparación en temáticas de físico-matemática. Luego dedicó gran parte de sus años universitarios a profundizar, esencialmente de forma autodidacta, sobre relatividad general y el cálculo tensorial, la mecánica cuántica de Bohr-Sommerfeld y la emergente física atómica.
Con los conocimientos acumulados por Fermi, el físico experimental Luigi Puccianti (1875-1952), director del Instituto de Física de la Universidad de Pisa, pronto le solicitó que organizara seminarios sobre estos temas, completamente desconocidos para la mayoría de los físicos italianos de la época.
En 1921, Fermi publica sus primeros trabajos científicos, el primero de ellos denominado “Sull’elettrostatica di un campo gravitazionale uniforme” (en español: Sobre la electrostática de un campo gravitacional uniforme), que sería seguido por otros dos artículos y en donde encuentra una aparente contradicción entre el cálculo de la masa realizado dentro de la teoría de Lorentz y el principio de equivalencia de Einstein; dicho contradicción es resuelta por el mismo Fermi.
Como parte de sus investigaciones y estudios universitarios, decide abordar su tesis de grado en el campo experimental y desarrollando trabajos en difracción de rayos X, a partir de esta etapa Fermi demostró una gran versatilidad en su trabajo científico, ya que contaba con un excepcional manejo de las herramientas teóricas y tenía gran capacidad para el quehacer experimental. Tras egresar con honores en Pisa, dedicaría mayor tiempo al desarrollo teórico, trabajando de la mano del matemático Tullio Levi-Civita (1873-1941), en el estudio de la relatividad general.
A finales de 1923, Fermi cuenta con una estancia en la Universidad de Gotinga, uno de los núcleos universitarios más importantes del desarrollo de la física a mediados del siglo XX, compartiendo espacio con el catedrático Max Born (1882-1970) y con otros notables de la talla de Werner Heisenberg (1901-1976) y Wolfgang Pauli (1900-1958). Durante esta visita, Fermi desarrolla brillantemente algunos problemas teóricos de la física estadística y vive un período de intensa producción científica.
Tras su estancia en Gotinga y sus primeros contactos con la teoría cuántica, Fermi viaja a Leiden para refinar sus investigaciones y seguir avanzando en el desarrollo de trabajos de investigación. Es durante su estadía en Leiden, que Fermi presenta el trabajo “Considerazioni sulla quantizzazione di sistemi che contengono elementi identici” (en español: Consideraciones sobre la cuantificación de sistemas que contienen elementos idénticos), que se constituye como el primer paso en la consolidación de la más adelante conocida Estadística de Fermi-Dirac.
Con el retorno de Fermi a Italia, tiene pasos breves a través de las academias más importantes, sin embargo, se establece finalmente en Vía Panisperna, para transformar el instituto en parte de la vanguardia de investigación teórica y desarrollo experimental. Es durante esta época que Fermi lidera a los “Chicos de la Vía Panisperna”, integrados por una brillante generación de físicos italianos, entre los que se encuentran: Emilio Segré (1905-1989), Ettore Majorana (1906-1938), Bruno Pontecorvo (1913-1993), entre otros.
Durante 1928, Fermi contrae matrimonio con Laura Capon, quien tenía ascendencia judía. Fruto de este matrimonio, nacieron Giulio y Nella; durante los años iniciales del fascismo en Italia, Laura evita la persecución por su origen, por la propia reputación de Enrico Fermi, sin embargo el prestigio del científico sólo permitiría que más adelante la familia pudiese huir hacia los Estados Unidos.
Tras su matrimonio y ya establecido en Vía Panisperna, Fermi se lanzó a la investigación experimental, primero en física atómica y molecular, y luego a partir de 1929 en física nuclear, la nueva frontera de la investigación en esos años. En 1932 descubrieron el neutrón y el positrón, estableciendo confirmaciones de los mismos y Majorana formuló su modelo del núcleo.
En 1934, Fermi y su equipo bombardearon con neutrones varios de los elementos más pesados de la tabla periódica, con el objetivo de inducir radiactividad en elementos de alto número atómico. Por ese trabajo experimental, Fermi recibió en 1938, el Premio Nobel de Física "por sus demostraciones de la existencia de nuevos elementos radiactivos producidos por la irradiación de neutrones y por su descubrimiento relacionado de las reacciones nucleares provocadas por neutrones lentos”.
La situación personal y familiar de Fermi en Italia hacía complicado su regreso a Roma en pleno auge fascista, en el marco de la aprobación de leyes antisemitas, por lo cual tras la ceremonia de los Premios Nobel, viaja hacia Copenhague y luego aborda un barco con destino a Nueva York, con el objetivo de integrarse a la Universidad de Columbia. Una vez ubicado en Columbia, lidera en 1939 uno de los primeros experimentos de fisión nuclear en territorio norteamericano.
Con su trabajo inicial en Columbia, pasa a formar parte del Laboratorio de Metalurgia de la Universidad de Chicago, desde donde trabajará en la investigación del plutonio y en el desarrollo de los reactores nucleares. En Chicago, Fermi supervisa y lidera personalmente la construcción del primer reactor experimental: Chicago Pile-1, comenzando así la era nuclear.
En el contexto de la segunda guerra mundial y del Proyecto Manhattan, Fermi es contactado como director asociado y consultor clave en el campo de Los Álamos. En 1944, Fermi se convierte en ciudadano estadounidense y profundiza su trabajo en el Proyecto Manhattan, insertando la primera bala de uranio en el reactor de pila “B”. Durante la prueba del reactor “B”, Fermi estuvo a cargo de dirigir las operaciones. Sus meticulosos cálculos, realizados con una regla de cálculo, determinaron cuánto uranio era necesario añadir al reactor; Las mediciones confirmaron que sus cálculos eran asombrosamente precisos.
Al final de la guerra, aceptó una cátedra en el Instituto de Estudios Nucleares de la Universidad de Chicago, cargo que ocupó hasta su prematura muerte. Allí centró su atención en la física de altas energías y dirigió investigaciones sobre la interacción pión-nucleón. También formó parte del Comité Asesor General de la Comisión de Energía Atómica.
Hacia el final de su carrera, Fermi especuló sobre el origen de los rayos cósmicos y su comportamiento, afirmando una hipótesis según la cual existía un campo magnético universal, que actuaba como un acelerador gigante, lo que explicaría las fantásticas energías presentes en el espacio cósmico.
El 28 de noviembre de 1954, falleció en la ciudad de Chicago, a causa de un cáncer de estómago. Tras su muerte recibió distintos homenajes y epónimos, en su honor fueron bautizados los fermiones, también el Fermilab y adicionalmente su nombre ha sido distinguido con el honor de designar al elemento atómico nº 100, al que se le dio el nombre de Fermio (Fm).
Referencias
Atomic Heritage Foundation. Enrico Fermi. [Artículo en línea] Disponible: https://ahf.nuclearmuseum.org/ahf/profile/enrico-fermi/
Encyclopaedia Britannica. Enrico Fermi. [Artículo en línea] Disponible: https://www.britannica.com/biography/Enrico-Fermi
Rossi, P. Enrico Fermi, fisico teorico. [Artículo en línea] Disponible: https://www.unipi.it/athenet/29/art_4.htm
