1938 לפיסיקה לפיסיקה זוכה פרס נובל ( 1954 1901 ) אנריקו פרמי אנריקו

1938 לפיסיקה לפיסיקה זוכה פרס נובל ( 1954 1901 ) אנריקו פרמי אנריקו

‫אנריקו פרמי )‪ – (1954 – 1901‬זוכה פרס נובל לפיסיקה ‪1938‬‬
‫ביוגרפיה‬
‫אנריקו פרמי נולד ב‪ 1901-‬ברומא‪ ,‬איטליה‪ .‬עוד מנעוריו התעמק פרמי בלימודי הפיסיקה‪,‬‬
‫אותם המשיך ב "‪ – "Scuola Normale Superiore‬מוסד אוניברסיטאי למחוננים בעיר פיזה‪.‬‬
‫במהלך השנים ‪ 1922 -1918‬השלים פרמי את לימודיו וסיים בתואר דוקטור‪ .‬במהלך השנים‬
‫‪ 1926 – 1924‬ניסה פרמי להשתלב ללימודי המשך ולמחקר הן באוניברסיטה גרמנית‬
‫מובילה נחשבת והן בהולנד‪ ,‬אך משלא מצא את מקומו השתלב פרמי באוניברסיטת פירנצה‬
‫בלימוד פיזיקה מתמטית ומכאניקה למשך שנתיים‪.‬‬
‫בשנת ‪ 1927‬עבר פרמי לאוניברסיטת רומא על מנת ללמד כפרופסור בקורס הראשון‬
‫לפיזיקה תיאורטית‪ .‬בשנת ‪ 1928‬נישא פרמי‪ .‬בשנת ‪ 1933‬פיתח פרמי את התיאורי להסבר‬
‫התפרקות בטא‪ ,‬לטובת הסבר הפעילות שלאחר מכן הוכרה כ "כח הגרעיני החלש"‪.‬‬
‫פרמי נשאר ברומא עד ‪ – 1938‬השנה בה זכה בפרס הנובל עבור "הוכחות לקיומם של‬
‫יסודות רדיואקטיביים חדשים באמצעות הקרנה על ידי נייטרונים‪ ,‬ועבור התגלית הקשורה‬
‫לכך של תגובות גרעיניות עקב נייטרונים איטיים"‪ .‬את הנסיעה לשבדיה לטובת קבלת הפרס‬
‫ניצלה משפחתו של פרמי על מנת להימלט מאיטליה )עקב יהדותה של אשתו( והם היגרו‬
‫לארצות הברית‪ ,‬שם התקבל פרמי למשרת פרופסור לפיסיקה באוניברסיטת קולומביה‬
‫במדינת ניו יורק‪.‬‬
‫עקב גילוי ביקוע הגרעין ב‪ ,1939-‬הבחין פרמי באפשרות לקיומה של תגובת שרשרת‬
‫כתוצאה מפליטה של נייטרונים משניים בתהליך‪ ,‬ועם שותפו ליאור סילארד )מדען מוכר‬
‫ובעל שם בפני עצמו( ובמימון הצי האמריקאי‪ ,‬ערך ניסויים ליישום אנרגיה אטומית וכן תכנן‬
‫את הכור הגרעיני הראשון‪.‬‬
‫לטובת השתלבות נמרצת ומועילה יותר בתכנית ייצור הפצצה הגרעינית האמריקאית עבר‬
‫פרמי לאוניברסיטת שיקגו‪ ,‬שם גם נבנה הכור אותו תכנן וב‪ 1942-‬בוצע בכור זה תגובת‬
‫השרשרת הגרעינית המבוקרת הראשונה בהיסטוריה – השלב הראשון בפיתוח הפצצה‪.‬‬
‫בסוף מלחמת העולם השנייה )‪ (1946‬נתמנה פרמי לפרופסור במכון ללימודי הגרעין‬
‫באוניברסיטת שיקגו )המכון ע"ש פרמי בימינו(‪ ,‬שם חקר את התגובה שבין נוקליאונים‬
‫לפאיונים‪.‬‬
‫אנריקו פרמי החזיק במשרה זו עד יום מותו‪ ,‬כתוצאה מסרטן הקיבה‪,‬ב‪ 29 -‬בנובמבר ‪.1954‬‬
‫תרומות ופרויקטים נבחרים בהם עסק פרמי‬
‫תכנית מנהטן ‪-‬‬
‫שם הצופן שנתנו האמריקנים לפרויקט פיתוח הנשק הגרעיני בתקופת‬
‫מלחמת העולם השנייה‪ .‬את הפרויקט שמרכזו היה במעבדות לוס אלאמוס‪ ,‬ניו מקסיקו‪ ,‬ניהל‬
‫הגנרל לסלי גרובס )‪ ,(Leslie Groves‬והמנהל המדעי שלו היה רוברט אופנהיימר‪ .‬בפרויקט‬
‫השתתפו גדולי המדענים באותה עת‪ ,‬ובהם הפיזיקאים נילס בוהר‪ ,‬אנריקו פרמי‪ ,‬אדוארד‬
‫טלר‪ ,‬ריצ'רד פיינמן‪ ,‬יוג'ין ויגנר‪ ,‬ג'יימס צ'דוויק והאנס בתה; המתמטיקאים ג'ון פון נוימן‬
‫וסטניסלב אולם והכימאי גלן סיבורג‪ .‬פרמי שימש כיועץ לבניית הפצצות האטומיות‬
‫הראשונות‪ ,‬אולם תרומתו המכרעת התבטאה בעריכת הניסוי הפיסיקלי ההיסטורי שהוכיח כי‬
‫אפשר לבצע תגובת שרשרת מתמידה ומבוקרת‪.‬‬
‫הפקת יסודות רדיואקטיביים ‪ -‬בשנות ה‪ 30-‬עסק בניסויים שתכליתם הפקת יסודות‬
‫רדיואקטיביים שונים‪ .‬הטכניקה שהייתה מקובלת באותו זמן למטרה זו‪ ,‬הייתה הפצצת‬
‫דוגמאות חומר שונות בחלקיקי אלפא )שהם בעלי מטען חשמלי חיוב(‪.‬פרמי הבין לראשונה‪,‬‬
‫שאפשר לבצע את הפעולה הזאת ביעילות רבה יותר‪,‬אם דוגמאות החומר יופצצו בניטרונים‬
‫)שהם ניטראליים מבחינה חשמלית (במקום בחלקיקים הטעונים‪ .‬בניסויים האלה הפרידו‬
‫לוחות עופרת בין מקור הניטרונים לבין היסודות המופצצים‪ .‬פרמי‪ ,‬בהברקה פתאומית‪,‬‬
‫החליף את העופרת בפרפין‪ .‬התברר שהפרפין האט את תנועת הניטרונים‪ ,‬וניטרונים אטיים‬
‫שוהים זמן רב יותר בקרבת גרעינו של היסוד המופצץ‪ ,‬מה שגורם לכך שניטרונים רבים יותר‬
‫יילכדו בגרעינים המופצצים‪ .‬תגלית זו פתחה למעשה את האפשרות לבצע תגובות גרעיניות‬
‫מבוקרות‪.‬‬
‫התפלגות פרמי‪-‬דיראק ‪ -‬הינה פונקצית התפלגות סטטיסטית בעזרתה ניתן לתאר תכונות‬
‫של חלקיקים פרמיונים זהים חסרי אינטראקציה‪ ,‬שכלל האיסור של וולפגנג פאולי חל עליהם‪.‬‬
‫הפרמיון הוא חלקיק בעל ספין לא שלם המציית לעקרון האיסור של פאולי‪ ,‬ונקרא בשמו על‬
‫מנת להוקיר את זכרו של פרמי‪.‬‬
‫תיאוריה להסבר התפרקות בטא ‪ -‬הסבר התפרקות בטא ע" הנחה שהנייטרון מתפרק‬
‫לפרוטון תוך כדי פליטת אלקטרון וחלקיק שטרם התגלה בזמנו‪ ,‬ושלו הוא קרא נייטרינו –‬
‫תהליך הפולט קרינת בטא )‪ , (β‬אשר היא חלק מקרינה רדיואקטיבי שמקורה בגרעין האטום‪.‬‬
‫מה בין אנריקו פרמי והקורס פיסיקה ‪? 3‬‬
‫רמת פרמי – כל אטום במתכת תורם אלקטרונים ל"ים האלקטרונים" שבמתכת‪ .‬עבור אטום‬
‫בודד נתון כלשהו‪ ,‬בעל ‪ n‬רמות אנרגיה‪ ,‬רמת פרמי הינה רמת אנרגיה מקסימאלית שיש‬
‫לאלקטרון בטמפרטורה אפס מעלות קלווין‪.‬‬
‫פרמיונים ‪ -‬פרמיון הוא חלקיק שהספין שלו אינו שלם אלא "חצי שלם" ‪ 1/2 -‬או ‪ 3/2‬או ‪5/2‬‬
‫וכן הלאה‪) ,‬בניגוד לבוזונים(‪ .‬חלקיקים אלו עשויים להיות חלקיקים אלמנטאריים או מורכבים‬
‫מתת‪-‬חלקיקים אחרים‪ .‬הפרמיונים קרויים על שם אנריקו פרמי‪ .‬בניגוד לבוזונים‪ ,‬שני‬
‫פרמיונים אינם יכולים להימצא באותו מצב קוונטי ‪ -‬זהו עקרון האיסור של פאולי‪ ,‬הנובע‬
‫ממשפט סטטיסטיקת הספין‪ .‬לדוגמה‪ ,‬שני אלקטרונים הנמצאים באותו אורביטל )אטומי או‬
‫מולקולארי( חייבים להיות בעלי ספין הפוך‪.‬‬
‫מקורות ‪:‬‬
‫ויקיפדיה‪ ,‬אנריקו פרמי –‬
‫‪http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%90%D7%A0%D7%A8%D7%99%D7%A7%D7%95_%D7%A4%D7%A8%D7%9E%D7%99‬‬
‫הספרייה הוירטואלית של מט"ח‪ ,‬אנריקו פרמי ‪http://lib.cet.ac.il/pages/item.asp?item=9430 -‬‬
‫ויקיפדיה‪ ,‬ליאו סילארד ‪-‬‬
‫‪http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%9C%D7%99%D7%90%D7%95_%D7%A1%D7%99%D7%9C%D7%90%D7%A8%D7%93‬‬
‫‪http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%9C%D7%‬‬
‫‪99%D7%90%D7%95_%D7%A1%D7%99%D7%9C%D7%90%D7%A8%D7%93‬‬
‫‪/http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1938 - Enrico Fermi ,Nobelprize.org‬‬
‫ויקיפדיה‪ ,‬קרינת בטא – ‪http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A7%D7%A8%D7%99%D7%A0%D7%AA_%D7%91%D7%98%D7%90‬‬
‫ויקיפדיה‪ ,‬פרמיון ‪http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A4%D7%A8%D7%9E%D7%99%D7%95%D7%9F -‬‬
‫יבשם עזגד‪ " ,‬יום הולדת לכור גרעיני" ‪http://azgad.com/?p=1732 -‬‬