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Enrico Fermi, el Premio Nobel que consiguió la primera reacción nuclear en cadena

Enrico Fermi29 de septiembre de 1901, en Roma (Italia) – 28 de noviembre de 1954, en Chicago (Estados Unidos)

Físico italiano que ha pasado a la historia por ser el primero en realizar una fisión nuclear autosostenida y por haber ideado el primer método matemático capaz de describir el comportamiento de ciertos tipos de partículas subatómicas.

En 1938, fue galardonado con el Premio Nobel de Física por demostrar la existencia de nuevos elementos radiactivos producidos por la irradiación del neutrón y por el descubrimiento de las reacciones nucleares mediante el bombardeo con neutrones lentos.

Desde muy niño mostró gran interés por la ciencia y la tecnología y, en particular, por la física y las matemáticas. Al tener una gran capacidad intelectual, destacó y le valió para conseguir, en 1918, una beca para estudiar en la Scuola Normale Superiore en Pisa (Italia). Durante su estancia, bajo las enseñanzas del profesor Luigi Puccianti, Fermi se especializó en Física, logrando su doctorado en 1922 con una tesis versada en los rayos-X.

Consagrado como una de las grandes promesas de la ciencia italiana, recibió una ayuda por parte del gobierno para que pudiese estudiar en la Universidad e Göttingen (Alemania), considerada en aquel momento el foco de investigación de la Física mundial. Allí amplió sus conocimientos junto a Max Born, uno de los más grandes científicos de la mecánica cuántica.

En 1924, recibió una beca de la Fundación Rockefeller para estudiar en la Universidad de Leiden (Países Bajos) donde continuó investigando en el campo de la Física Nuclear, sentando las bases de lo que serían sus grandes descubrimientos.  Ese mismo año, regresa a Italia e inicia su carrera como profesor de la Universidad de Florencia, donde empieza a adquirir prestigio y celebridad, sobre todo, tras enunciar, en 1926, la denominada “Estadística de Fermi-Dirac”, básicamente un conjunto de leyes y mediciones cuánticas que demostraban que las partículas subatómicas están regidas conforme al principio de exclusión de Ernest Paulí.

Con el paso del tiempo, la importancia de estos trabajos sobre la estadística cuántica, llevaron a que estas partículas se llamaran fermiones, en contraste con los bosones de la denominada “Estadística de Bose-Einstein”.

En 1927, recibe la cátedra de Física teórica de la Universidad de Roma, aunque no deja de viajar a todos los lugares donde se estaban fraguando los principales avances de la Física de su tiempo. Por ello fue que, en 1930, comienza a impartir cursos de verano en la Universidad de Michigan (Estados Unidos). Esto le lleva a impartir cursos y conferencias en las universidades de Columbia, Stanford y Chicago.

En 1933, publicó su teoría de la desintegración radiactiva beta, según la cual un neutrón emite un electrón (partícula ß) y un antineutrino para transformarse en protón. Poco después, tras el descubrimiento del neutrón por parte de James Chadwick, el matrimonio Joliot-Curie hallaron la radiactividad artificial y fueron capaces de formar isótopos nuevos por medio del bombardeo de diversas substancias con partículas alfa. Fermi reflexionó sobre ambos hallazgos y dedujo que el neutrón, al carecer de carga eléctrica, podría ser un proyectil más adecuado que las partículas alfa para realizar este tipo de bombardeo; pasó, entonces, a la fase experimental y, sirviéndose de unos neutrones lentos a los que había logrado frenar con parafina, bombardeó sesenta elementos químicos, con lo que fue capaz de generar cuarenta isótopos nuevos.

Equipo de Fermi del Chicago Pile-1Durante esa década no solo divulgó sus conocimientos en Estados Unidos, sino también en Europa y América del Sur, lo que le permitió rodearse de un equipo de grandes colaboradores con los que pudo analizar en profundidad el retardo experimentado por el neutrón (otra partícula que acababa de descubrirse) en los materiales hidrogenados. Además, realizó un amplio estudio de un gran número de sustancias artificialmente radiactivas, todas producidas por la captura de neutrones lentos por los núcleos atómicos, obteniendo una serie de importantes datos sobre la radiactividad como el descubrimiento de las reacciones nucleares mediante el bombardeo con neutrones lentos, lo que le llevó a recibir, con 40 años de edad, el Premio Nobel de Física en 1938.

En Roma, en su etapa de profesor e investigador, estudió a fondo los rayos cósmicos y fue capaz de explicar cómo se alcanzan las altísimas energías a las que llegan los componentes primarios, con un efecto de aceleración por parte de los campos magnéticos existentes en el espacio interestelar.

En 1939, debido a la situación política en Italia decidió emigrar al Estados Unidos, donde fue profesor de Física en la prestigiosa Universidad de Columbia (Nueva York). Es allí donde recibe la noticia del descubrimiento de la fisión del uranio por parte de Otto Hahn y Friedrich Strassman, y lo comenzó a estudiar en profundidad, porque vio la posibilidad de lograr la emisión de neutrones secundarios y dar lugar así a una reacción en cadena.

Chicago Pile-1 y Enrico FermiRodeado de su nuevo equipo formado por más de 40 científicos, consiguió fabricar el primer reactor nuclear, llamado Chicago Pile-1, con el que el 2 de diciembre de 1942, en un laboratorio de la Universidad de Chicago, logró producir la primera reacción nuclear en cadena sujeta al control de quien la desencadenaba.

En plena guerra mundial, se convirtió en uno de los miembros del amplio equipo de científicos que, bajo la dirección e Oppenheimer, desarrolló el denominado proyecto Manhattan.

Ya integrado en la comunidad científica y la vida social del país, solicitó y obtuvo la nacionalidad estadounidense en 1944.

En 1946, ya concluida la Segunda Guerra mundial, se incorporó como profesor en la Universidad de Chicago, en cuyo Instituto de Estudios Nucleares continuó trabajando exhaustivamente hasta su fallecimiento por cáncer en 1954.

Recibió a lo largo de su vida muchas premios y medallas, se creó en su honor el “Premio Fermi” (1953) del que pudo entregar la primera convocatoria, perteneció a instituciones y asociaciones de todo el mundo y fue miembro del Comité Asesor de la Comisión de Energía Atómica.

Honrando su memoria, no solo se denominaron las partículas fermiones con su nombre, sino que el elemento químico número 100 de la tabla periódica lleva su nombre, fermio.