Enrico Fermi (italiano: [enˈriːko ˈfermi]; 29 de setembro de 1901 - 28 de novembro de 1954) foi um ilustre físico ítalo-americano, amplamente reconhecido por seu papel fundamental na criação do reator nuclear artificial inaugural do mundo, o Chicago Pile-1, e por seu envolvimento no Projeto Manhattan. Em 1938, ele recebeu o Prêmio Nobel de Física por "suas demonstrações da existência de novos elementos radioativos produzidos pela irradiação de nêutrons e pela descoberta relacionada de reações nucleares provocadas por nêutrons lentos". Fermi foi postumamente referido como o “arquiteto da era nuclear” e o “arquiteto da bomba atômica”. Notavelmente, ele estava entre os raros físicos que alcançaram proficiência excepcional em física teórica e experimental. Colaborando com seus colegas, Fermi apresentou múltiplas patentes relativas a aplicações de energia nuclear, todas as quais foram posteriormente adquiridas pelo governo dos EUA. Suas contribuições significativas abrangeram o desenvolvimento da mecânica estatística, da teoria quântica e dos campos da física nuclear e de partículas.
Enrico Fermi (italiano: [enˈriːkoˈfermi]; 29 de setembro de 1901 - 28 de novembro de 1954) foi um físico ítalo-americano, conhecido por ser o criador do primeiro reator nuclear artificial do mundo, o Chicago Pile-1, e membro do Manhattan Projeto. Ele ganhou o Prêmio Nobel de Física de 1938 "por suas demonstrações da existência de novos elementos radioativos produzidos por irradiação de nêutrons e por sua descoberta relacionada de reações nucleares provocadas por nêutrons lentos". Ele foi chamado de “arquiteto da era nuclear” e “arquiteto da bomba atômica”. Ele foi um dos poucos físicos a se destacar tanto em física teórica quanto experimental. Juntamente com os seus colegas, Fermi registou várias patentes relacionadas com a utilização da energia nuclear, todas as quais foram adquiridas pelo governo dos EUA. Ele fez contribuições significativas para o desenvolvimento da mecânica estatística, da teoria quântica e da física nuclear e de partículas.
A contribuição inicial significativa de Fermi foi no domínio da mecânica estatística. Seguindo a formulação do princípio de exclusão de Wolfgang Pauli em 1925, Fermi publicou um artigo aplicando este princípio a um gás ideal, utilizando uma estrutura estatística agora denominada estatística de Fermi-Dirac. Atualmente, as partículas que aderem ao princípio de exclusão são designadas como “férmions”. Pauli posteriormente levantou a hipótese da existência de uma partícula invisível e sem carga emitida simultaneamente com um elétron durante o decaimento beta, um postulado destinado a defender a lei da conservação da energia. Fermi adotou esse conceito, desenvolvendo um modelo que integrava a partícula proposta, que ele batizou de “neutrino”. Seu arcabouço teórico, inicialmente conhecido como interação de Fermi e atualmente conhecido como interação fraca, elucidou uma das quatro forças fundamentais da natureza. Através de experimentos envolvendo a indução de radioatividade usando o nêutron recentemente identificado, Fermi constatou que os nêutrons lentos eram mais facilmente capturados pelos núcleos atômicos em comparação aos rápidos, desenvolvendo posteriormente a equação de idade de Fermi para caracterizar esse fenômeno. Ao bombardear tório e urânio com nêutrons lentos, ele inferiu a criação de novos elementos. Apesar de terem recebido o Prémio Nobel por esta suposta descoberta, estes “novos elementos” foram posteriormente identificados como produtos da fissão nuclear.
Em 1938, Fermi partiu da Itália para fugir das leis raciais italianas recentemente promulgadas, que impactaram diretamente sua esposa judia, Laura Capon. Posteriormente, ele imigrou para os Estados Unidos, onde contribuiu para o Projeto Manhattan durante a Segunda Guerra Mundial. Na Universidade de Chicago, Fermi liderou a equipe responsável pelo projeto e construção do Chicago Pile-1, que alcançou a criticidade em 2 de dezembro de 1942, demonstrando assim a primeira reação em cadeia nuclear autossustentada e iniciada pelo homem. Ele esteve presente na criticidade do Reator de Grafite X-10 em Oak Ridge, Tennessee, em 1943, e no Reator B em Hanford no ano seguinte. Em Los Alamos, Fermi dirigiu a Divisão F, um segmento da qual foi dedicado ao desenvolvimento da bomba termonuclear "Super" de Edward Teller. Em 16 de julho de 1945, ele participou do teste Trinity, a detonação inaugural de uma bomba nuclear completa, onde empregou seu distinto método Fermi para estimar o rendimento da arma. No pós-guerra, Fermi desempenhou um papel crucial no estabelecimento do Instituto de Estudos Nucleares em Chicago e serviu no Comitê Consultivo Geral, presidido por J. Robert Oppenheimer, que aconselhou a Comissão de Energia Atômica em questões nucleares. Após a detonação da primeira bomba de fissão soviética em agosto de 1949, ele expressou forte oposição ao desenvolvimento de uma bomba de hidrogênio, citando objeções morais e técnicas. Ele estava entre os cientistas que prestaram depoimento em apoio a Oppenheimer durante a audiência de 1954, o que levou à revogação da autorização de segurança de Oppenheimer. Fermi conduziu pesquisas significativas em física de partículas, particularmente em relação a píons e múons, e teorizou que os raios cósmicos se originaram de material acelerado por campos magnéticos no espaço interestelar. Numerosos elogios, conceitos teóricos e instituições científicas levam o nome de Fermi, incluindo o Fermi 1 (reator reprodutor), a Estação Geradora Nuclear Enrico Fermi, o Prêmio Enrico Fermi, o Instituto Enrico Fermi, o Laboratório Nacional do Acelerador Fermi (Fermilab), o Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi, o paradoxo de Fermi e o elemento sintético férmio. Esta distinção coloca-o entre os 16 cientistas homenageados com um elemento com o seu nome.
Primeira vida
Nascido em Roma, Itália, em 29 de setembro de 1901, Enrico Fermi era o terceiro filho de Alberto Fermi, chefe de divisão do Ministério das Ferrovias, e de Ida de Gattis, professora do ensino fundamental. Ele tinha uma irmã mais velha, Maria, e um irmão mais velho, Giulio. Após um período de amamentação numa comunidade rural, Enrico reuniu-se à sua família em Roma aos dois anos e meio de idade. Apesar de ter sido batizado como católico para honrar os desejos dos avós, sua família carecia de forte observância religiosa; Fermi manteve uma postura agnóstica ao longo de sua vida adulta. Na juventude, compartilhou interesses com Giulio, dedicando-se à construção de motores elétricos e brincando com diversos dispositivos elétricos e mecânicos. Tragicamente, Giulio faleceu em 1915 durante uma cirurgia para um abscesso na garganta, e Maria morreu em um acidente de avião perto de Milão em 1959.
Enquanto estava em um mercado local em Campo de' Fiori, Fermi descobriu um tratado de física de 900 páginas, Elementorum physicae mathematicae. De autoria em latim do padre jesuíta Andrea Caraffa, professor do Collegio Romano, este volume cobriu de forma abrangente matemática, mecânica clássica, astronomia, óptica e acústica, refletindo a compreensão científica predominante na sua publicação em 1840. Ao lado de seu amigo com inclinações científicas, Enrico Persico, Fermi empreendeu vários projetos, incluindo a construção de giroscópios e experimentos para medir a aceleração gravitacional da Terra.
Enrico frequentemente encontrava seu pai, Alberto, fora de seu escritório depois do trabalho, e em 1914, ele foi apresentado ao colega de Alberto, Adolfo Amidei, que regularmente acompanhava seu pai durante parte do caminho para casa.
Ciente do interesse de Adolfo pela matemática e pela física, Enrico aproveitou a oportunidade para fazer uma pergunta sobre geometria. Adolfo reconheceu que o jovem Fermi estava perguntando sobre geometria projetiva e posteriormente lhe forneceu um livro sobre o assunto, de Theodor Reye. Em dois meses, Fermi devolveu o livro, tendo resolvido com sucesso todos os problemas apresentados, alguns dos quais Adolfo considerou desafiadores. Ao verificar a realização de Fermi, Adolfo caracterizou-o como "um prodígio, pelo menos no que diz respeito à geometria", e continuou a orientá-lo, fornecendo textos adicionais sobre física e matemática. Adolfo observou a memória excepcional de Fermi, que lhe permitiu reter minuciosamente o conteúdo dos livros e devolvê-los prontamente após a leitura.
Scuola Normale Superiore em Pisa
Fermi concluiu o ensino médio em julho de 1918, tendo ignorado o terceiro ano. Seguindo a recomendação de Amidei, Fermi adquiriu conhecimentos da língua alemã para acessar a literatura científica contemporânea e posteriormente se candidatou à prestigiada Scuola Normale Superiore em Pisa. Amidei acreditava que a Scuola oferecia oportunidades de desenvolvimento superiores para Fermi em comparação com a Universidade Sapienza de Roma naquele período. Devido à recente perda do filho, os pais de Fermi consentiram relutantemente com sua residência de quatro anos nas acomodações da escola, longe de Roma. Fermi conquistou o primeiro lugar no desafiador vestibular, que contou com uma redação sobre “Características específicas dos sons”. Fermi, de 17 anos, empregou notavelmente a análise de Fourier para derivar e resolver a equação diferencial parcial que governa uma haste vibratória, levando o examinador a declarar, após a entrevista, que estava destinado a se tornar um físico notável. Enquanto frequentava a Scuola Normale Superiore, Fermi fez pegadinhas com seu colega estudante Franco Rasetti, levando a uma estreita amizade e colaboração profissional. Ele recebeu orientação de Luigi Puccianti, diretor do laboratório de física, que reconheceu ter pouco a transmitir a Fermi e frequentemente solicitava instruções dele. O profundo conhecimento de Fermi sobre física quântica levou Puccianti a atribuir-lhe a tarefa de organizar seminários sobre o assunto. Durante este período, Fermi adquiriu proficiência em cálculo tensorial, uma técnica fundamental para a relatividade geral. Embora inicialmente tenha escolhido a matemática como seu principal campo de estudo, ele logo fez a transição para a física. Ele buscou principalmente o aprendizado autodirigido, concentrando-se na relatividade geral, na mecânica quântica e na física atômica.
Ao ser admitido no departamento de física em setembro de 1920, Fermi juntou-se a um pequeno grupo. Dado o número limitado de inscrições do departamento, composto apenas por Fermi, Rasetti e Nello Carrara, Puccianti concedeu-lhes acesso irrestrito ao laboratório para seus esforços de pesquisa. Fermi propôs que investigassem a cristalografia de raios X, levando o trio a produzir uma fotografia Laue, que é uma imagem de raios X de um cristal. Em 1921, durante o seu terceiro ano de estudos universitários, as contribuições científicas iniciais de Fermi apareceram na revista italiana Nuovo Cimento. O artigo inaugural foi intitulado "Sobre a dinâmica de um sistema rígido de cargas elétricas em movimento translacional" (Sulla dinamica di un sistema rigido di cariche elettriche in moto traslatório). Notavelmente, este trabalho prenunciou desenvolvimentos futuros ao expressar a massa como um tensor, uma construção matemática frequentemente empregada para caracterizar objetos em movimento e em transformação dentro de um contexto espacial tridimensional. Enquanto a mecânica clássica define a massa como uma quantidade escalar, a teoria relativística postula sua variação com a velocidade. Sua segunda publicação, "Sobre a eletrostática de um campo gravitacional uniforme de cargas eletromagnéticas e sobre o peso das cargas eletromagnéticas" (Sull'elettrostatica di un campo gravitazionale uniforme e sul peso delle masse elettromagnetiche), explorou conceitos relacionados. Empregando princípios da relatividade geral, Fermi demonstrou que uma carga possui uma massa equivalente a U/c§1415§, onde U representa a energia eletrostática do sistema ec denota a velocidade da luz.
O artigo inicial parecia destacar uma discrepância entre as teorias eletrodinâmica e relativística em relação ao cálculo de massas eletromagnéticas, com a primeira prevendo um valor de 4/3 U/c2. Fermi resolveu esta questão no ano seguinte em um artigo intitulado "Sobre uma contradição entre a teoria eletrodinâmica e a teoria relativística da massa eletromagnética", onde elucidou que a inconsistência percebida derivava de princípios relativísticos. Este artigo em particular obteve reconhecimento significativo, levando à sua tradução para o alemão e posterior publicação na revista científica alemã Physikalische Zeitschrift em 1922. Também em 1922, Fermi apresentou seu artigo "Sobre os fenômenos que ocorrem perto de uma linha mundial" (Sopra i fenomeni che avvengono in vicinanza di una linea oraria) para a revista italiana I Rendiconti dell'Accademia dei Lincei. Nesta publicação, ele analisou o Princípio da Equivalência e introduziu o conceito de “coordenadas de Fermi”. O seu trabalho demonstrou que ao longo de uma linha mundial próxima da linha do tempo, o espaço apresenta características semelhantes ao espaço euclidiano.
Em julho de 1922, Fermi apresentou sua tese, "Um teorema sobre a probabilidade e algumas de suas aplicações" (Un teorema di calcolo delle probabilità ed alcune sue applicazioni), à Scuola Normale Superiore, ganhando seu laurea no notavelmente cedo 20 anos. Sua dissertação focou em imagens de difração de raios X. Naquela época, a física teórica não era formalmente reconhecida como uma disciplina acadêmica na Itália, o que significa que apenas dissertações de física experimental eram normalmente aceitas. Consequentemente, os físicos italianos hesitaram em adotar conceitos novos como a relatividade, que se originou na Alemanha. No entanto, a proficiência de Fermi no trabalho experimental de laboratório mitigou quaisquer desafios significativos que este clima acadêmico pudesse ter apresentado.
Em 1923, ao contribuir para o apêndice para a tradução italiana do livro de August Kopff, Fundamentos da Relatividade de Einstein, Fermi tornou-se o primeiro a identificar a imensa energia potencial nuclear inerente à equação de Einstein (E = mc§78§), sugerindo seu potencial de exploração. Ele postulou que: "Não parece possível, pelo menos num futuro próximo, encontrar uma maneira de liberar essas terríveis quantidades de energia - o que é muito bom, porque o primeiro efeito de uma explosão de uma quantidade tão terrível de energia seria esmagar em pedacinhos o físico que teve a infelicidade de encontrar uma maneira de fazê-lo."
Durante 1923-1924, Fermi estudou um semestre com Max Born na Universidade de Göttingen, onde conheceu Werner Heisenberg e Pascual Jordan. Posteriormente, de setembro a dezembro de 1924, Fermi prosseguiu estudos em Leiden com Paul Ehrenfest, apoiado por uma bolsa da Fundação Rockefeller garantida através da intervenção do matemático Vito Volterra. Em Leiden, conheceu Hendrik Lorentz e Albert Einstein, e estabeleceu amizade com Samuel Goudsmit e Jan Tinbergen. De janeiro de 1925 até o final de 1926, Fermi ocupou um cargo de professor de física matemática e mecânica teórica na Universidade de Florença, colaborando com Rasetti em experimentos que investigavam a influência de campos magnéticos no vapor de mercúrio. Ao mesmo tempo, contribuiu para seminários na Universidade Sapienza de Roma, ministrando palestras sobre mecânica quântica e física do estado sólido. Durante suas apresentações sobre o campo nascente da mecânica quântica, particularmente ao discutir a excepcional precisão preditiva da equação de Schrödinger, Fermi frequentemente observava: "Não é da sua conta se ajustar tão bem!". Após o anúncio de Wolfgang Pauli de seu princípio de exclusão em 1925, Fermi publicou um artigo intitulado "Sobre a quantização do gás monoatômico perfeito" (Sulla quantizzazione del gas perfetto monoatomico), onde ele aplicou o princípio a um gás ideal. Esta publicação foi particularmente significativa para a formulação estatística de Fermi, que elucida a distribuição de partículas dentro de sistemas compreendendo numerosas partículas idênticas que aderem ao princípio de exclusão. Pouco tempo depois, o físico britânico Paul Dirac desenvolveu este conceito de forma independente, demonstrando também a sua relação com as estatísticas de Bose-Einstein. Consequentemente, este quadro estatístico é agora designado como estatística Fermi-Dirac. Em reconhecimento ao trabalho de Dirac, as partículas que obedecem ao princípio de exclusão são atualmente denominadas “férmions”, enquanto aquelas que não o fazem são chamadas de “bósons”.
Na Itália, as cátedras foram concedidas por meio de um processo competitivo (concorso) para cátedras acadêmicas vagas, com os candidatos avaliados com base em suas publicações por um comitê de professores. Fermi inicialmente procurou uma cátedra em física matemática na Universidade de Cagliari, na Sardenha, mas foi ignorado em favor de Giovanni Giorgi. Em 1926, aos 24 anos, candidatou-se a professor na Universidade Sapienza de Roma. Esta posição específica representou uma cátedra recém-criada, uma das três inaugurais em física teórica em toda a Itália, criada pelo Ministro da Educação a mando do Professor Orso Mario Corbino. Corbino ocupou diversas funções: professor de física experimental na universidade, diretor do Instituto de Física e membro do gabinete de Benito Mussolini. Como presidente do comitê de seleção, Corbino imaginou que esta nova cátedra elevaria os padrões e o prestígio da física na Itália. O comitê finalmente selecionou Fermi em vez de Enrico Persico e Aldo Pontremoli. Corbino posteriormente ajudou Fermi na montagem de seu grupo de pesquisa, que logo incluiu estudantes ilustres como Edoardo Amaldi, Bruno Pontecorvo, Ettore Majorana e Emilio Segrè, ao lado de Franco Rasetti, a quem Fermi nomeou como seu assistente. Esse grupo rapidamente ficou conhecido como "meninos da Via Panisperna", apelido derivado da rua que abriga o Instituto de Física. Fermi casou-se com Laura Capon, estudante de ciências da universidade, em 19 de julho de 1928. O casal teve dois filhos: Nella, nascida em janeiro de 1931, e Giulio, nascido em fevereiro de 1936. Em 18 de março de 1929, Mussolini nomeou Fermi como membro do Academia Real da Itália e, em 27 de abril, tornou-se membro do Partido Fascista. No entanto, Fermi mais tarde se opôs ao fascismo após a promulgação das leis raciais de 1938 por Mussolini, que visavam alinhar ideologicamente o fascismo italiano mais estreitamente com o nazismo alemão. Esses estatutos discriminatórios representaram uma ameaça para Laura, que era judia, e resultaram na demissão de muitos dos assistentes de pesquisa do Fermi. Enquanto esteve em Roma, Fermi e seu grupo de pesquisa fizeram contribuições significativas em vários domínios práticos e teóricos da física. Em 1928, Fermi publicou seu trabalho seminal, Introdução à Física Atômica (Introduzione alla fisica atomica), que serviu como um livro didático contemporâneo e acessível para estudantes universitários italianos. Para disseminar o conhecimento do campo emergente da física, Fermi também ministrou palestras públicas e escreveu artigos populares direcionados a cientistas e educadores. Sua abordagem pedagógica incluía reuniões diárias com colegas e alunos de pós-graduação para analisar coletivamente problemas, frequentemente extraídos de suas pesquisas em andamento. Uma prova da sua influência foi o crescente afluxo de estudantes estrangeiros à Itália. Entre esses estudiosos internacionais, o mais proeminente foi o físico alemão Hans Bethe, que chegou a Roma como bolsista da Fundação Rockefeller e foi coautor de um artigo de 1932 com Fermi intitulado "Sobre a interação entre dois elétrons" (alemão: Über die Wechselwirkung von zwei Elektronen). Durante este período, os físicos encontraram um fenômeno desconcertante conhecido como decaimento beta, caracterizado pela emissão de um elétron do núcleo atômico. Para defender o princípio da conservação de energia, Pauli formulou a hipótese da emissão simultânea de uma partícula invisível e sem carga, possuindo massa desprezível ou nenhuma massa. Fermi posteriormente adotou este conceito, desenvolvendo-o inicialmente num artigo preliminar em 1933, seguido por uma publicação mais abrangente no ano seguinte que introduziu formalmente a partícula postulada, que Fermi designou como um "neutrino". Seu referencial teórico, inicialmente denominado interação de Fermi e posteriormente reconhecido como teoria da interação fraca, elucidou uma das quatro forças fundamentais da natureza. A existência do neutrino foi confirmada experimentalmente postumamente, e a teoria da interação de Fermi forneceu a explicação para sua indescritível detectabilidade. Após a submissão do seu manuscrito à revista britânica Nature, o editor rejeitou-o, alegando que o seu conteúdo especulativo era "muito distante da realidade física para ser de interesse dos leitores". De acordo com David N. Schwartz, biógrafo de Fermi, é peculiar que Fermi tenha procurado seriamente a publicação na Nature, visto que a revista da época publicava exclusivamente comunicações breves e era, portanto, inadequada para divulgar até mesmo uma nova teoria física. Um local mais apropriado, se houvesse, teria sido o Proceedings of the Royal Society of London. Schwartz concorda com a hipótese proposta por alguns estudiosos, sugerindo que a rejeição do jornal britânico influenciou os colegas mais jovens de Fermi (alguns dos quais eram judeus e de tendência esquerdista) a abandonar o boicote às publicações científicas alemãs após a ascensão de Hitler ao poder em janeiro de 1933. Consequentemente, a teoria de Fermi foi publicada em edições italiana e alemã antes de sua tradução para o inglês. Nas observações introdutórias à tradução para o inglês de 1968, o físico Fred L. Wilson observou: A teoria de Fermi, além de reforçar a proposta do neutrino de Pauli, tem um significado especial na história da física moderna. Deve-se lembrar que apenas os emissores β de ocorrência natural eram conhecidos na época em que a teoria foi proposta. Mais tarde, quando o decaimento de pósitrons foi descoberto, o processo foi facilmente incorporado à estrutura original de Fermi. Com base em sua teoria, a captura de um elétron orbital por um núcleo foi prevista e eventualmente observada. Com o tempo, os dados experimentais acumularam-se significativamente. Embora peculiaridades tenham sido observadas muitas vezes no decaimento β, a teoria de Fermi sempre esteve à altura do desafio. Em janeiro de 1934, Irène Joliot-Curie e Frédéric Joliot relataram a indução bem-sucedida de radioatividade em elementos através do bombardeio de partículas alfa. Em março do mesmo ano, Gian-Carlo Wick, assistente de Fermi, ofereceu uma estrutura teórica para esse fenômeno, baseando-se na teoria estabelecida de decaimento beta de Fermi. Consequentemente, Fermi mudou seu foco para a física experimental, utilizando especificamente o nêutron, uma partícula descoberta por James Chadwick em 1932. Em março de 1934, Fermi pretendia investigar a possibilidade de induzir radioatividade usando uma fonte de nêutrons polônio-berílio desenvolvida por Rasetti. Os nêutrons, sem carga elétrica, não sofreriam deflexão pelo núcleo atômico carregado positivamente. Esta característica implicava que os nêutrons necessitavam de significativamente menos energia para penetrar no núcleo em comparação com as partículas carregadas, eliminando assim a necessidade de um acelerador de partículas, um dispositivo indisponível para o grupo da Via Panisperna. Fermi concebeu a ideia de substituir a fonte de nêutrons polônio-berílio por uma variante radônio-berílio. Ele construiu isso enchendo um bulbo de vidro com pó de berílio, evacuando o ar e posteriormente introduzindo 50 mCi de gás radônio, fornecido por Giulio Cesare Trabacchi. Esta nova configuração produziu uma fonte de nêutrons significativamente mais potente, embora sua eficácia tenha diminuído de acordo com a meia-vida de 3,8 dias do radônio. Apesar de reconhecer que esta fonte também emitiria raios gama, Fermi teorizou que estas emissões não comprometeriam os resultados experimentais. Seus experimentos iniciais envolveram o bombardeio de platina, um elemento prontamente disponível com um alto número atômico, mas essas tentativas não tiveram sucesso. Posteriormente, ele fez experiências com alumínio, observando que ele emitia uma partícula alfa, produzia sódio e depois decaía em magnésio por meio da emissão de partículas beta. Sem sucesso com o chumbo, ele então utilizou flúor, na forma de fluoreto de cálcio, que emitia uma partícula alfa, gerava nitrogênio e posteriormente decaía em oxigênio por meio da emissão de partículas beta. No total, Fermi induziu com sucesso a radioatividade em 22 elementos distintos. Fermi publicou prontamente sua descoberta da radioatividade induzida por nêutrons na revista italiana La Ricerca Scientifica em 25 de março de 1934. A radioatividade inerente ao tório e ao urânio complicou a análise de experimentos de bombardeio de nêutrons envolvendo esses elementos. No entanto, depois de excluir meticulosamente a presença de elementos mais leves que o urânio, mas mais pesados que o chumbo, Fermi deduziu que novos elementos, que chamou de ausênio e hespério, haviam sido sintetizados. A química Ida Noddack propôs uma interpretação alternativa, sugerindo que alguns resultados experimentais poderiam ter resultado em elementos mais leves que o chumbo, em vez da formação de novos elementos mais pesados. A sua hipótese foi largamente rejeitada na altura, principalmente porque o seu grupo de investigação não tinha conduzido experiências com urânio nem estabelecido uma base teórica para tal possibilidade. Durante aquela época, a fissão nuclear era considerada teoricamente improvável, senão totalmente impossível. Embora os físicos antecipassem a formação de elementos com números atômicos mais elevados através do bombardeio de nêutrons de elementos mais leves, a noção de que os nêutrons possuíam energia suficiente para dividir um átomo mais pesado em dois fragmentos mais leves, como Noddack propôs, não foi amplamente aceita. O grupo da Via Panisperna também observou vários efeitos anômalos durante seus experimentos. Notavelmente, a configuração experimental pareceu produzir resultados mais favoráveis quando conduzida sobre uma mesa de madeira em comparação com uma superfície de mármore. Relembrando as observações de Joliot-Curie e Chadwick sobre a eficácia da cera de parafina na moderação de nêutrons, Fermi decidiu incorporá-la em seus experimentos. Quando os nêutrons atravessaram a cera de parafina, eles induziram um aumento de cem vezes na radioatividade da prata em comparação com os bombardeios conduzidos sem a parafina. Fermi levantou a hipótese de que esse fenômeno era atribuível aos átomos de hidrogênio presentes na parafina. Analogamente, o teor de hidrogénio na madeira foi responsável pela disparidade observada entre os tampos de madeira e de mármore. Esta hipótese foi ainda fundamentada pela replicação do efeito usando água. Ele concluiu que as colisões com átomos de hidrogênio desaceleravam efetivamente os nêutrons. Um nêutron perde mais energia por colisão ao interagir com núcleos de números atômicos mais baixos, exigindo consequentemente menos colisões para atingir um grau específico de desaceleração. Fermi reconheceu que esta desaceleração levou ao aumento da radioatividade porque os nêutrons lentos exibiam uma maior probabilidade de captura em comparação com os nêutrons rápidos. Para descrever matematicamente esse processo, ele formulou uma equação de difusão, posteriormente denominada equação de idade de Fermi. Em 1938, Fermi recebeu o Prêmio Nobel de Física aos 37 anos de idade por suas "demonstrações da existência de novos elementos radioativos produzidos por irradiação de nêutrons e por sua descoberta relacionada de reações nucleares provocadas por nêutrons lentos". Em vez de retornar à Itália depois de receber o prêmio em Estocolmo, Fermi e sua família seguiram para a cidade de Nova York em dezembro de 1938, onde buscaram residência permanente. A decisão deles de se mudarem para a América e se tornarem cidadãos dos EUA foi motivada principalmente pelas leis raciais vigentes na Itália. Ao chegar à cidade de Nova York em 2 de janeiro de 1939, Fermi recebeu ofertas imediatas de cinco universidades, aceitando finalmente um cargo na Universidade de Columbia, onde já havia proferido palestras de verão em 1936. Ele foi informado de que, em dezembro de 1938, os químicos alemães Otto Hahn e Fritz Strassmann identificaram o bário após o bombardeio de nêutrons do urânio, um fenômeno posteriormente interpretado por Lise Meitner e seu sobrinho Otto Frisch como fissão nuclear. Frisch corroborou experimentalmente esta descoberta em 13 de janeiro de 1939. A notícia da interpretação de Meitner e Frisch da descoberta de Hahn e Strassmann foi transmitida através do Atlântico por Niels Bohr, que estava programado para dar uma palestra na Universidade de Princeton. Isidor Isaac Rabi e Willis Lamb, dois físicos da Universidade de Columbia que trabalham em Princeton, souberam da descoberta e a transmitiram à Columbia. Embora Rabi afirmasse ter informado Fermi, Fermi mais tarde atribuiu a revelação a Lamb: Lembro-me vividamente do primeiro mês, janeiro de 1939, em que comecei a trabalhar nos Laboratórios Pupin porque as coisas começaram a acontecer muito rapidamente. Naquele período, Niels Bohr estava dando uma palestra na Universidade de Princeton e lembro-me de que uma tarde Willis Lamb voltou muito animado e disse que Bohr havia vazado ótimas notícias. A grande notícia que vazou foi a descoberta da fissão e pelo menos o esboço de sua interpretação. Então, um pouco mais tarde naquele mesmo mês, houve uma reunião em Washington onde a possível importância do recém-descoberto fenômeno da fissão foi discutida pela primeira vez com seriedade semi-jocular como uma possível fonte de energia nuclear. A hipótese anterior de Noddack foi finalmente validada. Fermi havia descartado a perspectiva de fissão com base em seus cálculos, tendo negligenciado a energia de ligação gerada quando um nuclídeo possuindo um número ímpar de nêutrons assimilou um nêutron adicional. Para Fermi, esta revelação resultou num constrangimento profissional significativo, uma vez que os elementos transurânicos pelos quais recebeu parcialmente o Prémio Nobel não eram elementos transurânicos, mas sim produtos de fissão. Consequentemente, ele anexou uma nota de rodapé abordando esta correção ao seu discurso de aceitação do Prêmio Nobel. Os cientistas da Columbia resolveram investigar a liberação de energia associada à fissão nuclear do urânio quando bombardeado por nêutrons. Em 25 de janeiro de 1939, no porão do Pupin Hall em Columbia, uma equipe experimental incluindo Fermi executou o experimento inaugural de fissão nuclear nos Estados Unidos. Membros adicionais da equipe incluíram Herbert L. Anderson, Eugene T. Booth, John R. Dunning, G. Norris Glasoe e Francis G. Slack. No dia seguinte, a quinta Conferência de Washington sobre Física Teórica começou em Washington, D.C., patrocinada conjuntamente pela Universidade George Washington e pela Carnegie Institution de Washington. Lá, as descobertas sobre a fissão nuclear foram divulgadas mais amplamente, estimulando assim inúmeras demonstrações experimentais subsequentes. Os cientistas franceses Hans von Halban, Lew Kowarski e Frédéric Joliot-Curie demonstraram inicialmente que o urânio, quando bombardeado por neutrões, emitia mais neutrões do que absorvia, indicando assim o potencial para uma reacção em cadeia. Enrico Fermi e Herbert L. Anderson confirmaram independentemente esta descoberta algumas semanas depois. Para facilitar experimentos de fissão em larga escala, Leó Szilárd adquiriu 200 quilogramas (440 lb) de óxido de urânio do produtor canadense Eldorado Gold Mines Limited. Posteriormente, Fermi e Szilárd colaboraram no desenvolvimento de um dispositivo capaz de realizar uma reação nuclear autossustentável, que mais tarde seria conhecido como reator nuclear. Um desafio significativo foi a alta taxa de absorção de nêutrons pelo hidrogênio na água, tornando improvável uma reação autossustentada com urânio natural e água como moderador de nêutrons. Fermi, com base em sua pesquisa de nêutrons, propôs o uso de blocos de óxido de urânio com grafite como moderador em vez de água, o que teoricamente reduziria a captura de nêutrons e permitiria uma reação em cadeia autossustentável. Szilárd elaborou então um projeto prático: uma "pilha" composta por blocos de óxido de urânio intercalados com tijolos de grafite. Szilárd, Anderson e Fermi foram coautores de um artigo intitulado "Produção de nêutrons em urânio". No entanto, os seus diferentes hábitos de trabalho e personalidades muitas vezes levaram a dificuldades na sua colaboração. Enrico Fermi foi um dos primeiros cientistas a alertar os oficiais militares para as potenciais implicações da energia nuclear, proferindo uma palestra sobre este tema no Departamento da Marinha em 18 de março de 1939. Embora a resposta da Marinha não atendesse totalmente às suas expectativas, eles alocaram US$ 1.500 para apoiar pesquisas futuras na Universidade de Columbia. Mais tarde naquele ano, Leó Szilárd, Eugene Wigner e Edward Teller redigiram uma carta, posteriormente assinada por Albert Einstein, que foi enviada ao presidente dos EUA, Franklin D. Roosevelt. Esta carta alertava que a Alemanha nazista poderia estar desenvolvendo uma bomba atômica. Em resposta, o Presidente Roosevelt criou o Comité Consultivo sobre Urânio para investigar estas preocupações. O Comité Consultivo sobre Urânio alocou fundos que permitiram a Fermi adquirir grafite, que ele usou então para construir uma pilha preliminar de tijolos de grafite no sétimo andar do laboratório Pupin Hall. Em agosto de 1941, Fermi havia acumulado seis toneladas de óxido de urânio e trinta toneladas de grafite, materiais que ele posteriormente empregou para construir uma pilha experimental ainda maior no Schermerhorn Hall, na Universidade de Columbia. Em 18 de dezembro de 1941, a Seção S-1 do Escritório de Pesquisa e Desenvolvimento Científico, anteriormente conhecida como Comitê Consultivo sobre Urânio, se reuniu. Com a entrada dos Estados Unidos na Segunda Guerra Mundial, a urgência da sua missão intensificou-se. Embora o foco principal do comitê fosse a produção de urânio enriquecido, o membro do comitê Arthur Compton identificou o plutônio como uma alternativa viável, observando seu potencial para produção em massa em reatores nucleares no final de 1944. Consequentemente, Compton decidiu consolidar os esforços de pesquisa de plutônio na Universidade de Chicago. Fermi, embora inicialmente hesitante, mudou-se e a sua equipa de investigação foi integrada no recém-criado Laboratório Metalúrgico daquela instituição. Dadas as ramificações desconhecidas de uma reacção nuclear auto-sustentável, a construção do reactor nuclear inaugural no campus da Universidade de Chicago, situado numa área urbana densamente povoada, foi considerada imprudente. Arthur Compton inicialmente garantiu um local dentro da Reserva Florestal Argonne Woods, a aproximadamente 20 milhas (32 km) de Chicago, e contratou a Stone & Webster pelo seu desenvolvimento. No entanto, uma disputa industrial interrompeu este trabalho. Posteriormente, Fermi convenceu Compton de que o reator poderia ser construído com segurança na quadra de squash localizada abaixo das arquibancadas do Stagg Field da Universidade de Chicago. A construção da pilha experimental começou em 6 de novembro de 1942, culminando com a criticidade da Pilha-1 de Chicago em 2 de dezembro. Embora a pilha tenha sido inicialmente projetada para ser aproximadamente esférica, os cálculos contínuos de Fermi indicaram que a criticidade poderia ser alcançada sem completar toda a estrutura conforme planejado originalmente. Este experimento representou uma conquista fundamental na busca por energia, exemplificando a abordagem meticulosa característica do Fermi, onde cada etapa foi planejada com precisão e todos os cálculos foram executados com rigor. Após o início bem-sucedido da primeira reação nuclear em cadeia autossustentada, Compton comunicou esse avanço por meio de um telefonema codificado a James B. Conant, que atuou como presidente do Comitê de Pesquisa de Defesa Nacional. Conant foi contatado por telefone no gabinete do presidente da Universidade de Harvard. A comunicação transmitia uma mensagem codificada: “Jim, você ficará interessado em saber que o navegador italiano acaba de desembarcar no novo mundo”. Isto foi seguido por um esclarecimento semi-apologético, já que o Comitê S-1 foi informado de que a conclusão do reator exigiria uma semana adicional ou mais: "a Terra não era tão grande quanto ele havia estimado, e ele chegou ao novo mundo mais cedo do que esperava." Conant respondeu com entusiasmo, perguntando: "É mesmo?" Ele então perguntou: "Os nativos eram amigáveis?" A resposta confirmou: "Todos pousaram seguros e felizes." Para a continuação da investigação sem representar um perigo para a saúde pública, o reactor foi posteriormente desmontado e transferido para o local de Argonne Woods. Neste novo local, Fermi supervisionou experimentos relativos a reações nucleares, capitalizando a extensa disponibilidade de nêutrons livres gerados pelo reator. O escopo do laboratório expandiu-se rapidamente para além da física e da engenharia, incorporando o reator para aplicações em pesquisas biológicas e médicas. Operando inicialmente sob a direção de Fermi como um componente integral da Universidade de Chicago, Argonne foi estabelecida como uma entidade independente com Fermi como seu diretor em maio de 1944. Em 4 de novembro de 1943, quando o reator de grafite X-10 refrigerado a ar em Oak Ridge atingiu a criticidade, Fermi estava presente para resolver quaisquer possíveis problemas de funcionamento. Os técnicos o despertaram prematuramente para garantir sua observação do evento. A operacionalização do X-10 representou um avanço significativo dentro do projeto de plutônio. Esta instalação produziu dados cruciais para o projeto do reator, facilitou o treinamento do pessoal da DuPont na operação do reator e gerou as pequenas quantidades iniciais de plutônio produzido no reator. Fermi adquiriu a cidadania americana em julho de 1944, na data mais próxima permitida pela legislação existente. Em setembro de 1944, Fermi iniciou o Reator B em Hanford, inserindo o primeiro cartucho de combustível de urânio; esta instalação foi projetada especificamente para a produção em larga escala de plutônio. Semelhante ao X-10, este reator foi concebido pela equipe de Fermi no Laboratório Metalúrgico e construído pela DuPont, embora apresentasse uma escala significativamente maior e empregasse resfriamento a água. Nos dias seguintes, 838 tubos foram carregados, levando à criticidade do reator. Pouco depois da meia-noite de 27 de Setembro, os operadores iniciaram a retirada das barras de controlo para iniciar a produção de plutónio. Inicialmente, as operações prosseguiram sem problemas; no entanto, aproximadamente às 03h00, o nível de potência começou a diminuir, culminando no desligamento completo do reator às 06h30. Tanto o Exército quanto a DuPont buscaram explicações da equipe de Fermi. Foram realizadas investigações na água de resfriamento para verificar a presença de vazamentos ou contaminação. No dia seguinte, o reator foi reiniciado inesperadamente, apenas para interromper a operação novamente em poucas horas. O problema foi finalmente atribuído ao envenenamento por nêutrons causado pelo xenônio-135 (Xe-135), um produto de fissão caracterizado por uma meia-vida de 9,1 a 9,4 horas. Tanto Fermi quanto John Wheeler concluíram independentemente que o Xe-135 era responsável pela absorção de nêutrons dentro do reator, impedindo consequentemente o processo de fissão. Emilio Segrè, um colega, aconselhou Fermi a consultar Chien-Shiung Wu, que estava então preparando um manuscrito sobre o assunto para publicação na Physical Review. Revendo o rascunho, Fermi e seus colegas científicos corroboraram suas hipóteses: o Xe-135 absorveu nêutrons comprovadamente, exibindo uma seção transversal de nêutrons excepcionalmente grande. A DuPont divergiu do projeto inicial do Laboratório Metalúrgico, que especificava 1.500 tubos dispostos circularmente, incorporando 504 tubos adicionais para ocupar as seções de canto. Inicialmente, os cientistas consideraram esta modificação de design um exemplo de excesso de engenharia, representando uma alocação ineficiente de recursos; no entanto, Fermi reconheceu que carregar todos os 2.004 tubos permitiria ao reator atingir o nível de potência necessário e otimizar a produção de plutônio. Em abril de 1943, Fermi apresentou a Robert Oppenheimer uma proposta relativa ao uso potencial de subprodutos radioativos de processos de enriquecimento para contaminar o abastecimento alimentar alemão. Esta proposição surgiu de preocupações relativas ao estado avançado percebido do projeto da bomba atômica alemã, juntamente com o ceticismo contemporâneo de Fermi sobre o rápido desenvolvimento de uma bomba atômica. Oppenheimer posteriormente deliberou sobre esta proposta "promissora" com Edward Teller, que defendeu a aplicação do estrôncio-90. James B. Conant e Leslie Groves receberam informações sobre o assunto; no entanto, Oppenheimer estipulou que o plano só prosseguiria se a arma pudesse contaminar uma quantidade suficiente de alimentos para causar a morte de meio milhão de indivíduos. Em meados de 1944, Oppenheimer recrutou Fermi com sucesso para o Projeto Y, localizado em Los Alamos, Novo México. Após sua chegada em setembro, Fermi assumiu o papel de diretor associado, supervisionando a física nuclear e teórica, e posteriormente foi nomeado chefe da Divisão F, que leva seu nome. Esta divisão compreendia quatro ramos distintos: F-1 Super e General Theory, liderada por Teller, focada na bomba "Super" (termonuclear); F-2 Water Boiler, sob L. D. P. King, gerenciou o reator de pesquisa aquoso homogêneo "caldeira de água"; Super Experimentação F-3, dirigido por Egon Bretscher; e Estudos de Fissão F-4, liderados por Anderson. Em 16 de julho de 1945, Fermi testemunhou o teste Trinity e desenvolveu um método experimental para estimar o rendimento da bomba, liberando tiras de papel na onda de choque. Medindo a distância que essas tiras foram impulsionadas pela explosão, ele calculou o rendimento em dez quilotons de TNT, enquanto o rendimento real foi de aproximadamente 18,6 quilotons. Fermi, ao lado de Oppenheimer, Compton e Ernest Lawrence, atuou no painel científico responsável por aconselhar o Comitê Interino em relação à seleção de alvos. Este painel concordou com a recomendação do comité de que as bombas atómicas deveriam ser lançadas sem aviso prévio contra alvos industriais. Semelhante a seus colegas do Laboratório de Los Alamos, Fermi soube dos bombardeios atômicos de Hiroshima e Nagasaki através do sistema de alto-falantes da área técnica. Fermi manteve a convicção de que as bombas atómicas não dissuadiriam eficazmente as nações de iniciar conflitos, nem considerou as condições prevalecentes adequadas para o estabelecimento de um governo mundial. Consequentemente, ele optou por não se afiliar à Associação de Cientistas de Los Alamos. Em 1º de julho de 1945, Fermi foi nomeado Professor Distinto de Física Charles H. Swift na Universidade de Chicago, embora ele e sua família não tenham deixado o Laboratório de Los Alamos até 31 de dezembro de 1945. Em 1945, ele foi admitido na Academia Nacional de Ciências dos EUA. O Laboratório Metalúrgico foi redesignado como Laboratório Nacional de Argonne em 1º de julho de 1946, marcando-o como o laboratório nacional inaugural estabelecido no âmbito do Projeto Manhattan. A proximidade geográfica entre Chicago e Argonne facilitou o envolvimento de Fermi em ambas as instituições. Em Argonne, ele estudou física experimental, conduzindo pesquisas sobre espalhamento de nêutrons em colaboração com Leona Marshall. Além disso, ele se envolveu em discussões sobre física teórica com Maria Mayer, contribuindo para o desenvolvimento dela de insights sobre o acoplamento spin-órbita, que posteriormente lhe valeu o Prêmio Nobel. Em 1º de janeiro de 1947, a Comissão de Energia Atômica (AEC) substituiu o Projeto Manhattan. Fermi ocupou um cargo no Comitê Consultivo Geral da AEC, um importante órgão científico presidido por Robert Oppenheimer. Além disso, ele dedica regularmente várias semanas anuais ao Laboratório Nacional de Los Alamos, envolvendo-se em colaborações com Nicholas Metropolis e com John von Neumann no fenômeno da instabilidade de Rayleigh-Taylor, que descreve a dinâmica na interface de dois fluidos com densidades diferentes. Após a detonação da bomba de fissão soviética inicial em Agosto de 1949, Fermi, em conjunto com Isidor Rabi, redigiu um relatório robusto para o comité, articulando a oposição ao desenvolvimento de uma bomba de hidrogénio com base em considerações éticas e técnicas. Apesar disso, Fermi manteve seu envolvimento na pesquisa da bomba de hidrogênio em Los Alamos como consultor. Colaborando com Stanislaw Ulam, ele determinou que a quantidade necessária de trítio para o modelo de arma termonuclear de Teller seria proibitivamente grande e, mesmo com uma quantidade tão substancial, a propagação de uma reação de fusão não poderia ser garantida. Em 1954, Fermi foi um dos vários cientistas que prestaram depoimento em apoio a Oppenheimer durante a audiência de segurança de Oppenheimer, o que levou à revogação da autorização de segurança de Oppenheimer. Durante sua carreira posterior, Fermi manteve sua afiliação acadêmica com a Universidade de Chicago, onde foi cofundador da instituição posteriormente designada como Instituto Enrico Fermi. Seus alunos de doutorado na era pós-guerra incluíram Owen Chamberlain, Geoffrey Chew, Jerome Friedman, Marvin Goldberger, Tsung-Dao Lee, Arthur Rosenfeld e Sam Treiman. Jack Steinberger era um estudante de pós-graduação, e Mildred Dresselhaus foi significativamente influenciada por Fermi durante os anos coincidentes como estudantes de doutorado. Fermi conduziu pesquisas fundamentais em física de partículas, particularmente em relação a píons e múons. Ele formulou as previsões iniciais da ressonância píon-núcleo, empregando metodologias estatísticas, ao postular que soluções precisas eram desnecessárias quando a teoria subjacente era inerentemente falha. Numa publicação colaborativa com Chen Ning Yang, ele teorizou que os píons poderiam constituir partículas compostas, uma ideia posteriormente elaborada por Shoichi Sakata. Desde então, este conceito foi substituído pelo modelo quark, que postula que os píons são compostos de quarks, completando assim o modelo original de Fermi e validando a sua abordagem metodológica. Fermi foi o autor de um artigo seminal, "Sobre a Origem da Radiação Cósmica", postulando que os raios cósmicos se originaram de material acelerado por campos magnéticos interestelares, uma hipótese que gerou uma notável divergência de opinião com Teller. Fermi também investigou as complexidades dos campos magnéticos nos braços espirais das galáxias. Além disso, ele contemplou o que hoje é reconhecido como o “paradoxo de Fermi”: a aparente contradição entre a alta probabilidade de vida extraterrestre e a ausência de contato observado. Perto do fim de sua vida, Fermi expressou reservas em relação à capacidade coletiva da sociedade de tomar decisões criteriosas em relação à tecnologia nuclear, afirmando: Alguns de vocês podem perguntar: qual é a vantagem de trabalhar tão duro apenas para coletar alguns fatos que não trarão nenhum prazer, exceto para alguns professores cabeludos que adoram colecionar tais coisas e não serão úteis para ninguém porque apenas alguns especialistas, na melhor das hipóteses, serão capazes de entendê-los? Em resposta a essas perguntas, posso arriscar uma previsão bastante segura. A história da ciência e da tecnologia tem-nos ensinado consistentemente que os avanços científicos na compreensão básica conduziram, mais cedo ou mais tarde, a aplicações técnicas e industriais que revolucionaram o nosso modo de vida. Parece-me improvável que este esforço para chegar à estrutura da matéria seja uma exceção a esta regra. O que é menos certo, e o que todos nós esperamos fervorosamente, é que o homem em breve se torne adulto o suficiente para fazer bom uso dos poderes que adquire sobre a natureza. Em outubro de 1954, Fermi foi submetido a um procedimento cirúrgico "exploratório" no Billings Memorial Hospital, após o qual voltou para casa. Cinquenta dias depois, ele sucumbiu a um câncer de estômago inoperável em sua residência em Chicago, aos 53 anos. Fermi suspeitava que trabalhar próximo à pilha nuclear acarretava riscos significativos, mas persistiu, acreditando que os benefícios potenciais superavam os perigos para sua segurança pessoal. Notavelmente, dois de seus estudantes assistentes de pós-graduação que também trabalharam perto da pilha morreram posteriormente de câncer. Um serviço memorial foi realizado na capela da Universidade de Chicago, onde os colegas Samuel K. Allison, Emilio Segrè e Herbert L. Anderson fizeram elogios de luto pela perda de um dos físicos mais brilhantes e produtivos do mundo. Seus restos mortais foram enterrados no Cemitério Oak Woods, após um serviço funerário privado para familiares imediatos, oficiado por um capelão luterano. Enrico Fermi recebeu inúmeros elogios por suas contribuições científicas, incluindo a Medalha Matteucci (1926), o Prêmio Nobel de Física (1938), a Medalha Hughes (1942), a Medalha Franklin (1947) e o Prêmio Rumford (1953). Seu papel fundamental no Projeto Manhattan foi reconhecido com a Medalha de Mérito em 1946. A distinta carreira de Fermi também levou à sua eleição como membro da Sociedade Filosófica Americana em 1939 e Membro Estrangeiro da Royal Society (FRS) em 1950. Uma placa comemorativa em homenagem a Fermi está localizada na Basílica de Santa Croce, em Florença, muitas vezes referida como o Templo das Glórias Italianas devido aos seus numerosos enterros de notáveis artistas, cientistas e figuras históricas italianas. Em 1999, a revista Time incluiu Fermi em sua compilação dos 100 indivíduos mais influentes do século XX. Fermi foi amplamente reconhecido como um raro físico do século XX que demonstrou proficiência excepcional nos domínios teórico e experimental. Emilio Segrè, radioquímico e físico nuclear, caracterizou Fermi como "o último físico universal na tradição dos grandes homens do século 19", afirmando que ele "foi a última pessoa que conheceu toda a física de sua época". Da mesma forma, o químico e romancista C. P. Snow observou: "se Fermi tivesse nascido alguns anos antes, poderíamos imaginá-lo descobrindo o núcleo atômico de Rutherford e depois desenvolvendo a teoria do átomo de hidrogênio de Bohr. Se isso soa como uma hipérbole, qualquer coisa sobre Fermi provavelmente soará como uma hipérbole." Fermi era conhecido como um educador inspirador, distinguido por sua atenção meticulosa aos detalhes, clareza e preparação minuciosa de suas palestras. Essas notas de aula foram posteriormente compiladas em livros publicados. Sua extensa coleção de papéis e cadernos está atualmente preservada na Universidade de Chicago. Victor Weisskopf observou que Fermi “sempre conseguiu encontrar a abordagem mais simples e direta, com o mínimo de complicações e sofisticação”. Apesar de possuir considerável habilidade matemática, Fermi sempre favoreceu soluções simples, evitando estruturas teóricas complexas quando alternativas mais simples estavam disponíveis. Ele foi celebrado por sua capacidade de resolver problemas com rapidez e precisão que deixavam outras pessoas perplexas. Esta abordagem distinta para obter soluções aproximadas e rápidas através de cálculos "incompletos" tornou-se informalmente reconhecida como o "método Fermi", uma técnica agora amplamente integrada nos currículos educacionais. Fermi destacou frequentemente o contexto histórico em que Alessandro Volta, durante o seu trabalho de laboratório, não poderia ter previsto as profundas implicações futuras da investigação em electricidade. O legado de Fermi está predominantemente associado às suas contribuições fundamentais para a energia nuclear e o armamento nuclear, nomeadamente a conceptualização e construção do reator nuclear inaugural, juntamente com o seu envolvimento no desenvolvimento das primeiras bombas atómicas e de hidrogénio. Sua extensa obra científica demonstrou notável longevidade e influência. Os elementos-chave deste trabalho duradouro abrangem sua teoria do decaimento beta, investigações em sistemas não lineares, a descoberta de efeitos lentos de nêutrons, estudos de colisões píon-núcleon e a formulação das estatísticas de Fermi-Dirac. Além disso, a sua hipótese presciente sobre a natureza não fundamental do píon avançou significativamente a exploração subsequente de quarks e léptons. Em seu comportamento pessoal, Fermi personificava a simplicidade. Exibiu notável vigor e grande entusiasmo pelos jogos e desportos, onde a sua natureza competitiva emergia frequentemente. Por exemplo, ele praticava tênis com considerável intensidade e assumia um papel de guia nas subidas de montanhas. Ele poderia ser caracterizado como um ditador benevolente; uma anedota lembra Fermi, no cume de uma montanha, declarando: "Bem, faltam dois minutos para as duas, vamos todos sair às duas horas", ao que todos obedeceram pronta e obedientemente. Essa liderança e autoconfiança inerentes renderam a Fermi o apelido de “O Papa”, significando a percebida infalibilidade de seus pronunciamentos na física. Certa vez, ele articulou sua abordagem pragmática, afirmando: "Posso calcular qualquer coisa em física dentro de um fator 2 em algumas folhas; para acertar o fator numérico na frente da fórmula pode levar um ano para um físico calcular, mas não estou interessado nisso." Embora a sua liderança fosse convincente, ocasionalmente representava um desafio à autonomia dos seus colaboradores. Um incidente memorável em sua residência envolveu Fermi intervindo quando sua esposa cortava pão, afirmando uma filosofia diferente na tarefa, pegando a faca e prosseguindo com o corte, convencido da superioridade de seu método. No entanto, estas ações não foram consideradas ofensivas; em vez disso, contribuíram para sua personalidade encantadora, tornando-o querido pelos outros. Seus interesses fora da física eram notavelmente limitados; ao ouvir música tocada no piano de Teller, ele admitiu que sua apreciação musical se estendia apenas a melodias simples. Inúmeras entidades foram nomeadas em homenagem a Fermi. Isso inclui o acelerador de partículas e laboratório de física Fermilab em Batavia, Illinois, que recebeu sua designação em sua homenagem em 1974. Além disso, o Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi, nomeado em 2008, reconhece suas contribuições significativas para a pesquisa de raios cósmicos. Além disso, três instalações de reatores nucleares levam seu nome: as usinas nucleares Fermi 1 e Fermi 2 localizadas em Newport, Michigan; a Usina Nuclear Enrico Fermi situada em Trino Vercellese, Itália; e o reator de pesquisa RA-1 Enrico Fermi na Argentina. O elemento sintético Férmio, identificado a partir dos restos do teste nuclear Ivy Mike de 1952, foi nomeado para comemorar o profundo impacto do Fermi na comunidade científica. Consequentemente, ele está entre os 16 cientistas reconhecidos por terem um elemento químico nomeado em sua homenagem. Desde 1956, a Comissão de Energia Atômica dos Estados Unidos e, posteriormente, o Departamento de Energia dos EUA, a partir de 1977, concedeu seu prêmio de maior prestígio, o Prêmio Fermi, em sua memória. Destinatários notáveis deste prêmio incluem Otto Hahn, Robert Oppenheimer, Edward Teller e Hans Bethe.Professor em Roma
As consequências da teoria de Fermi são vastas. Por exemplo, a espectroscopia β foi estabelecida como uma ferramenta poderosa para o estudo da estrutura nuclear. Mas talvez o aspecto mais influente deste trabalho de Fermi seja que a sua forma particular de interacção β estabeleceu um padrão que tem sido apropriado para o estudo de outros tipos de interacções. Foi a primeira teoria bem-sucedida da criação e aniquilação de partículas materiais. Anteriormente, apenas se sabia que fótons eram criados e destruídos.Projeto Manhattan
Atividades pós-guerra
Morte
Impacto e legado
Legado
Nomenclatura em homenagem a Fermi
Publicações
Referências
Fontes
Bernstein, Barton J. "Quatro Físicos e a Bomba: Os Primeiros Anos, 1945-1950." Estudos Históricos em Ciências Físicas e Biológicas (1988) 18#2; este artigo examina os papéis de Oppenheimer, Fermi, Lawrence e Compton.
"Para Fermi – com amor – Parte 1." Vozes do segmento de rádio do Projeto Manhattan de 1971.