Férmi, Enrico

fisico italiano naturalizzato statunitense (Roma 1901-Chicago 1954). Laureatosi nel 1922 alla Scuola Normale di Pisa, nel 1927 fu chiamato da O. M. Corbino a ricoprire la cattedra di fisica teorica all'Istituto di fisica di Roma. Nel 1929 fu nominato accademico d'Italia. Gli scritti di fisica teorica pubblicati in questo periodo lo resero noto in campo internazionale, specialmente quelli riguardanti l'elaborazione della statistica, detta di Fermi-Dirac, cui obbediscono elettroni, protoni e neutroni e altre particelle subatomiche, in seguito dette fermioni. Successivamente propose una teoria matematica, di cui fornì le prove sperimentali, relativa al decadimento β e all'esistenza del neutrino. Tali studi lo portarono a svolgere negli anni 1933-34, in collaborazione con E. Amaldi, E. Segré, F. Rasetti, B. Pontecorvo e O. D'Agostino una serie di fondamentali ricerche sperimentali sulla radioattività provocata mediante bombardamento con neutroni, nonché sul rallentamento dei neutroni per mezzo di nuclei di idrogeno (in origine quelli della paraffina e dell'acqua comune) e sull'azione dei neutroni lenti. Per l'insieme di questi lavori sui neutroni gli fu conferito il premio Nobel per la fisica nel 1938. Recatosi a Stoccolma per ricevere il premio, Fermi preferì non rientrare in Italia in seguito alla promulgazione delle leggi antisemitiche e si stabilì (1939) negli USA, prima come professore alla Columbia University e quindi all'Institute of Nuclear Studies dell'Università di Chicago, che oggi porta il suo nome. Qui si dedicò al problema di ottenere la liberazione controllata di energia nucleare da materiale radioattivo in misura praticamente utilizzabile. Il risultato fu raggiunto il 2 dicembre 1942 con l'entrata in funzione del primo reattore nucleare (pila di Fermi), alla cui realizzazione Fermi contribuì in maniera decisiva. Dal 1944 prese parte agli studi per la realizzazione della prima bomba atomica, a Los Alamos. Successivamente, tornato agli incarichi universitari, svolse ricerche sulla fisica delle alte energie, propose (1947) una teoria sull'origine della radiazione cosmica ed elaborò matematicamente l'elettrodinamica quantistica. Fu anche valente didatta e divulgatore; tra le sue opere si ricordano: Introduzione alla fisica atomica (1928), Molecole e cristalli (1934), Thermodynamics (1937), Elementary Particles (1951).

Funzione di distribuzione di Fermi

Rappresenta, in un solido, la probabilità che uno stato quantico di energia E sia occupato da un elettrone:

cui k è la costante di Boltzmann, T la temperatura assoluta ed E_F una costante caratteristica di ogni solido detta energia di Fermi; il livello energetico corrispondente è detto livello di Fermi; poiché, per E=E_F si ha f(E)=1/2, all'energia di Fermi compete uguale probabilità che il livello di Fermi sia libero od occupato.

Bibliografia

L. Fermi, Atoms in the Family, Chicago, 1954 (trad it., Milano, 1965); M. Born, Atomic Physics, Londra, 1961; E. Segré, Enrico Fermi Physicist, Chicago, 1970 (trad. it, 1973); B. Pontecorvo, Fermi e la fisica moderna, Roma, 1972; E. Segré, Enrico Fermi, fisico. Una biografia scientifica, Bologna, 1987.