Enrico Fermi

Enrico Fermi (italiano: [enˈriːko ˈfermi]; 29 de septiembre de 1901 - 28 de noviembre de 1954) fue un físico italiano (más tarde naturalizado estadounidense) y el creador del primer reactor nuclear del mundo, el Chicago Pile-1. Se le ha llamado el "arquitecto de la era nuclear" y el "arquitecto de la bomba atómica". Fue uno de los pocos físicos que sobresalió tanto en física teórica como en física experimental. Fermi fue galardonado con el Premio Nobel de Física de 1938 por su trabajo sobre la radiactividad inducida por bombardeo de neutrones y por el descubrimiento de elementos transuránicos. Con sus colegas, Fermi presentó varias patentes relacionadas con el uso de la energía nuclear, todas las cuales fueron asumidas por el gobierno de los Estados Unidos. Hizo contribuciones significativas al desarrollo de la mecánica estadística, la teoría cuántica y la física nuclear y de partículas.

La primera gran contribución de Fermi involucró el campo de la mecánica estadística. Después de que Wolfgang Pauli formulara su principio de exclusión en 1925, Fermi siguió con un artículo en el que aplicó el principio a un gas ideal, empleando una formulación estadística ahora conocida como estadística de Fermi-Dirac. Hoy en día, las partículas que obedecen al principio de exclusión se denominan "fermiones". Pauli postuló más tarde la existencia de una partícula invisible sin carga emitida junto con un electrón durante la desintegración beta, para satisfacer la ley de conservación de la energía. Fermi retomó esta idea y desarrolló un modelo que incorporaba la partícula postulada, a la que denominó "neutrino". Su teoría, más tarde denominada interacción de Fermi y ahora llamada interacción débil, describía una de las cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza. A través de experimentos que inducen radiactividad con el neutrón recientemente descubierto, Fermi descubrió que los núcleos atómicos capturaban más fácilmente los neutrones lentos que los rápidos, y desarrolló la ecuación de la edad de Fermi para describir esto. Después de bombardear torio y uranio con neutrones lentos, concluyó que había creado nuevos elementos. Aunque recibió el Premio Nobel por este descubrimiento, más tarde se reveló que los nuevos elementos eran productos de fisión nuclear.

Fermi salió de Italia en 1938 para escapar de las nuevas leyes raciales italianas que afectaban a su esposa judía, Laura Capon. Emigró a los Estados Unidos, donde trabajó en el Proyecto Manhattan durante la Segunda Guerra Mundial. Fermi dirigió el equipo de la Universidad de Chicago que diseñó y construyó Chicago Pile-1, que se volvió crítico el 2 de diciembre de 1942, demostrando la primera reacción nuclear en cadena autosostenida creada por humanos. Estuvo presente cuando el reactor de grafito X-10 en Oak Ridge, Tennessee, entró en estado crítico en 1943, y cuando el reactor B en el sitio de Hanford lo hizo al año siguiente. En Los Álamos, dirigió la División F, parte de la cual trabajó en el 'Super' termonuclear de Edward Teller. bomba. Estuvo presente en la prueba Trinity el 16 de julio de 1945, donde utilizó su método de Fermi para estimar el rendimiento de la bomba.

Después de la guerra, Fermi sirvió bajo J. Robert Oppenheimer en el Comité Asesor General, que asesoraba a la Comisión de Energía Atómica sobre asuntos nucleares. Después de la detonación de la primera bomba de fisión soviética en agosto de 1949, se opuso firmemente al desarrollo de una bomba de hidrógeno tanto por motivos morales como técnicos. Estuvo entre los científicos que testificaron en nombre de Oppenheimer en la audiencia de 1954 que resultó en la denegación de la autorización de seguridad de Oppenheimer. Fermi hizo un trabajo importante en física de partículas, especialmente en relación con piones y muones, y especuló que los rayos cósmicos surgían cuando el material era acelerado por campos magnéticos en el espacio interestelar. Muchos premios, conceptos e instituciones llevan el nombre de Fermi, incluido el Premio Enrico Fermi, el Instituto Enrico Fermi, el Laboratorio Nacional del Acelerador Fermi (Fermilab), el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi y el elemento sintético fermio, lo que lo convierte en uno de los 16 científicos que tienen elementos que llevan su nombre. Fermi fue tutor o influenció directamente a no menos de ocho jóvenes investigadores que ganaron premios Nobel.

Primeros años

Fermi nació en Roma en Via Gaeta 19.

Plaque en el lugar de nacimiento de Fermi

Enrico Fermi nació en Roma, Italia, el 29 de septiembre de 1901. Fue el tercer hijo de Alberto Fermi, jefe de división del Ministerio de Ferrocarriles, e Ida de Gattis, maestra de escuela primaria. Su hermana, Maria, era dos años mayor, su hermano Giulio un año mayor. Después de que los dos niños fueran enviados a una comunidad rural para ser amamantados, Enrico se reunió con su familia en Roma cuando tenía dos años y medio. Aunque fue bautizado católico romano de acuerdo con sus abuelos' deseos, su familia no era particularmente religiosa; Enrico fue un agnóstico durante toda su vida adulta. Cuando era niño, compartía los mismos intereses que su hermano Giulio, construir motores eléctricos y jugar con juguetes eléctricos y mecánicos. Giulio murió durante una operación de un absceso en la garganta en 1915 y María murió en un accidente aéreo cerca de Milán en 1959.

En un mercado local en Campo de' Fiori Fermi encontró un libro de física, el Elementorum physicae mathematicae de 900 páginas. Escrito en latín por el padre jesuita Andrea Caraffa [it], profesor del Collegio Romano, presentó matemáticas, mecánica clásica, astronomía, óptica y acústica tal como se entendían en el momento de su publicación en 1840. Con un amigo con inclinaciones científicas, Enrico Persico, Fermi persiguió proyectos como la construcción de giroscopios y la medición de la aceleración de la gravedad de la Tierra.

En 1914, Fermi, que solía reunirse con su padre frente a la oficina después del trabajo, se encontró con un colega de su padre llamado Adolfo Amidei, quien caminaría parte del camino a casa con Alberto. Enrico se había enterado de que Adolfo estaba interesado en las matemáticas y la física y aprovechó para hacerle una pregunta a Adolfo sobre geometría. Adolfo entendió que el joven Fermi se refería a la geometría proyectiva y entonces procedió a regalarle un libro sobre el tema escrito por Theodor Reye. Dos meses después, Fermi devolvió el libro habiendo resuelto todos los problemas propuestos al final del libro, algunos de los cuales Adolfo consideraba difíciles. Al comprobar esto, Adolfo sintió que Fermi era "un prodigio, al menos en lo que respecta a la geometría", y siguió asesorando al niño, brindándole más libros de física y matemáticas. Adolfo notó que Fermi tenía muy buena memoria y por eso podía devolver los libros después de haberlos leído porque recordaba muy bien su contenido.

Escuela Normal Superior de Pisa

Enrico Fermi como estudiante en Pisa

Fermi se graduó de la escuela secundaria en julio de 1918 y se saltó el tercer año por completo. A instancias de Amidei, Fermi aprendió alemán para poder leer los muchos artículos científicos que se publicaban en ese idioma en ese momento, y se postuló para la Scuola Normale Superiore en Pisa. Amidei sintió que la Scuola proporcionaría mejores condiciones para el desarrollo de Fermi que la Universidad Sapienza de Roma en ese momento. Habiendo perdido a un hijo, los padres de Fermi solo le permitieron a regañadientes vivir en los alojamientos de la escuela lejos de Roma durante cuatro años. Fermi obtuvo el primer lugar en el difícil examen de ingreso, que incluyó un ensayo sobre el tema "Características específicas de los sonidos"; Fermi, de 17 años, optó por utilizar el análisis de Fourier para derivar y resolver la ecuación diferencial parcial de una varilla vibrante y, después de entrevistar a Fermi, el examinador declaró que se convertiría en un físico destacado.

En la Scuola Normale Superiore, Fermi gastó bromas a su compañero de estudios Franco Rasetti; los dos se hicieron amigos cercanos y colaboradores. Fermi fue asesorado por Luigi Puccianti, director del laboratorio de física, quien dijo que era poco lo que podía enseñarle a Fermi y, a menudo, le pedía que le enseñara algo. El conocimiento de Fermi sobre física cuántica era tal que Puccianti le pidió que organizara seminarios sobre el tema. Durante este tiempo, Fermi aprendió cálculo tensorial, una técnica clave para la relatividad general. Fermi inicialmente eligió matemáticas como su especialidad, pero pronto cambió a física. Siguió siendo en gran parte autodidacta, estudiando relatividad general, mecánica cuántica y física atómica.

En septiembre de 1920, Fermi fue admitido en el departamento de Física. Como solo había tres estudiantes en el departamento, Fermi, Rasetti y Nello Carrara, Puccianti les permitió usar libremente el laboratorio para cualquier propósito que eligieran. Fermi decidió que deberían investigar la cristalografía de rayos X y los tres trabajaron para producir una fotografía de Laue, una fotografía de rayos X de un cristal. Durante 1921, su tercer año en la universidad, Fermi publicó sus primeros trabajos científicos en la revista italiana Nuovo Cimento. El primero se tituló "Sobre la dinámica de un sistema rígido de cargas eléctricas en movimiento de traslación" (Sulla dinamica di un sistema rigido di cariche elettriche in moto traslatorio). Una señal de lo que vendría era que la masa se expresaba como un tensor, una construcción matemática comúnmente utilizada para describir algo que se mueve y cambia en un espacio tridimensional. En mecánica clásica, la masa es una cantidad escalar, pero en relatividad cambia con la velocidad. El segundo artículo fue "Sobre la electrostática de un campo gravitacional uniforme de cargas electromagnéticas y sobre el peso de las cargas electromagnéticas" (Sull'elettrostatica di un campo gravitazionale uniforme e sul peso delle masse elettromagnetiche). Usando la relatividad general, Fermi demostró que una carga tiene un peso igual a U/c², donde U es la energía electrostática del sistema y c es la velocidad de la luz.

El primer artículo parecía señalar una contradicción entre la teoría electrodinámica y la relativista en cuanto al cálculo de las masas electromagnéticas, ya que la primera predecía un valor de 4/3 U/c². Fermi abordó esto el próximo año en un artículo "Sobre una contradicción entre la electrodinámica y la teoría relativista de la masa electromagnética" en el que mostró que la aparente contradicción era una consecuencia de la relatividad. Este artículo fue tan bien considerado que fue traducido al alemán y publicado en la revista científica alemana Physikalische Zeitschrift en 1922. Ese año, Fermi presentó su artículo "Sobre los fenómenos que ocurren cerca de un mundo línea" (Sopra i fenomeni che avvengono in vicinanza di una linea oraria) al italiano revista I Rendiconti dell'Accademia dei Lincei [it]. En este artículo examinó el Principio de Equivalencia e introdujo las llamadas "coordenadas de Fermi". Demostró que en una línea del mundo cercana a la línea del tiempo, el espacio se comporta como si fuera un espacio euclidiano.

Un cono ligero es una superficie tridimensional de todos los rayos de luz posibles que llegan y salen de un punto en tiempo espacial. Aquí se describe con una dimensión espacial suprimida. El cronograma es el eje vertical.

Fermi presentó su tesis, "Un teorema de probabilidad y algunas de sus aplicaciones" (Un teorema di calcolo delle probabilità ed alcune sue applicazioni), al Scuola Normale Superiore en julio de 1922, y recibió su laurea a la inusualmente joven edad de 20 años. La tesis fue sobre imágenes de difracción de rayos X. La física teórica aún no se consideraba una disciplina en Italia, y la única tesis que habría sido aceptada era la física experimental. Por esta razón, los físicos italianos tardaron en adoptar las nuevas ideas como la relatividad provenientes de Alemania. Como Fermi estaba bastante a gusto en el laboratorio haciendo trabajo experimental, esto no le planteó problemas insuperables.

Mientras escribía el apéndice de la edición italiana del libro Fundamentos de la relatividad de Einstein de August Kopff en 1923, Fermi fue el primero en señalar que oculto dentro de la ecuación de Einstein (E = mc²) era una enorme cantidad de energía potencial nuclear para ser explotada. "No parece posible, al menos en un futuro cercano", escribió, "encontrar una manera de liberar estas terribles cantidades de energía, lo cual es bueno porque el primer efecto de una explosión de una cantidad de energía tan espantosa haría añicos al físico que tuvo la desgracia de encontrar la manera de hacerlo."

En 1924, Fermi fue iniciado en la Logia Masónica "Adriano Lemmi" del Gran Oriente de Italia.

En 1923–1924, Fermi pasó un semestre estudiando con Max Born en la Universidad de Göttingen, donde conoció a Werner Heisenberg y Pascual Jordan. Fermi luego estudió en Leiden con Paul Ehrenfest de septiembre a diciembre de 1924 con una beca de la Fundación Rockefeller obtenida por intercesión del matemático Vito Volterra. Aquí Fermi conoció a Hendrik Lorentz y Albert Einstein, y se hizo amigo de Samuel Goudsmit y Jan Tinbergen. Desde enero de 1925 hasta finales de 1926, Fermi enseñó física matemática y mecánica teórica en la Universidad de Florencia, donde se asoció con Rasetti para realizar una serie de experimentos sobre los efectos de los campos magnéticos en el vapor de mercurio. También participó en seminarios en la Universidad Sapienza de Roma, dando conferencias sobre mecánica cuántica y física del estado sólido. Mientras daba conferencias sobre la nueva mecánica cuántica basada en la notable precisión de las predicciones de la ecuación de Schrödinger, Fermi solía decir: "¡No tiene por qué encajar tan bien!"

Después de que Wolfgang Pauli anunciara su principio de exclusión en 1925, Fermi respondió con un artículo "Sobre la cuantización del gas monoatómico perfecto" (Sulla quantizzazione del gas perfetto monoatomico), en el que aplicó el principio de exclusión a un gas ideal. El artículo fue especialmente notable por la formulación estadística de Fermi, que describe la distribución de partículas en sistemas de muchas partículas idénticas que obedecen al principio de exclusión. Esto fue desarrollado de forma independiente poco después por el físico británico Paul Dirac, quien también mostró cómo se relacionaba con las estadísticas de Bose-Einstein. En consecuencia, ahora se conoce como estadística de Fermi-Dirac. Después de Dirac, las partículas que obedecen al principio de exclusión se denominan hoy "fermiones", mientras que las que no lo hacen se denominan "bosones".

Profesor en Roma

Fermi y su grupo de investigación (los niños Via Panisperna) en el patio del Instituto de Física de la Universidad de Roma en Via Panisperna, c. 1934. De izquierda a derecha: Oscar D'Agostino, Emilio Segrè, Edoardo Amaldi, Franco Rasetti y Fermi

Las cátedras en Italia se otorgaron por concurso (concorso) para una vacante silla, los solicitantes son calificados en sus publicaciones por un comité de profesores. Fermi solicitó una cátedra de física matemática en la Universidad de Cagliari en Cerdeña, pero fue rechazado por poco a favor de Giovanni Giorgi. En 1926, a la edad de 24 años, solicitó una cátedra en la Universidad Sapienza de Roma. Esta era una nueva cátedra, una de las tres primeras de física teórica en Italia, que había sido creada por el Ministro de Educación a instancias del profesor Orso Mario Corbino, quien era el profesor de física experimental de la universidad, el Director del Instituto de Física, y miembro del gabinete de Benito Mussolini. Corbino, quien también presidió el comité de selección, esperaba que el nuevo presidente elevaría el nivel y la reputación de la física en Italia. El comité eligió a Fermi por delante de Enrico Persico y Aldo Pontremoli, y Corbino ayudó a Fermi a reclutar su equipo, al que pronto se unieron estudiantes notables como Edoardo Amaldi, Bruno Pontecorvo, Ettore Majorana y Emilio Segrè, y Franco Rasetti, a quien Fermi había designado. como su asistente. Pronto los apodaron "Via Panisperna boys" después de la calle donde se encontraba el Instituto de Física.

Fermi se casó con Laura Capon, estudiante de ciencias de la universidad, el 19 de julio de 1928. Tuvieron dos hijos: Nella, nacida en enero de 1931, y Giulio, nacido en febrero de 1936. El 18 de marzo de 1929, Fermi fue nombrado miembro de la Real Academia de Italia por Mussolini, y el 27 de abril se unió al Partido Fascista. Más tarde se opuso al fascismo cuando Mussolini promulgó las leyes raciales de 1938 para acercar ideológicamente el fascismo italiano al nazismo alemán. Estas leyes amenazaron a Laura, que era judía, y dejaron sin trabajo a muchos de los asistentes de investigación de Fermi.

Durante su tiempo en Roma, Fermi y su grupo hicieron contribuciones importantes a muchos aspectos prácticos y teóricos de la física. En 1928, publicó su Introducción a la física atómica (Introduzione alla fisica atomica), que proporcionó a los estudiantes universitarios italianos un texto actualizado y accesible. Fermi también realizó conferencias públicas y escribió artículos populares para científicos y profesores con el fin de difundir el conocimiento de la nueva física lo más ampliamente posible. Parte de su método de enseñanza consistía en reunir a sus colegas y estudiantes graduados al final del día y repasar un problema, a menudo de su propia investigación. Una señal de éxito fue que los estudiantes extranjeros ahora comenzaron a venir a Italia. El más notable de ellos fue el físico alemán Hans Bethe, que llegó a Roma como becario de la Fundación Rockefeller y colaboró con Fermi en un artículo de 1932 "Sobre la interacción entre dos electrones". (Alemán: Über die Wechselwirkung von Zwei Elektronen).

En ese momento, los físicos estaban desconcertados por la desintegración beta, en la que se emitía un electrón desde el núcleo atómico. Para satisfacer la ley de conservación de la energía, Pauli postuló la existencia de una partícula invisible sin carga y con poca o ninguna masa que también se emitía al mismo tiempo. Fermi retomó esta idea, que desarrolló en un artículo tentativo en 1933, y luego en un artículo más largo el año siguiente que incorporó la partícula postulada, que Fermi llamó 'neutrino'. Su teoría, más tarde conocida como la interacción de Fermi, y aún más tarde como la teoría de la interacción débil, describió una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. El neutrino fue detectado después de su muerte y su teoría de la interacción mostró por qué era tan difícil de detectar. Cuando envió su artículo a la revista británica Nature, el editor de esa revista lo rechazó porque contenía especulaciones que estaban "demasiado alejadas de la realidad física para ser de interés para los lectores". 34;. Así, Fermi vio la teoría publicada en italiano y alemán antes de que se publicara en inglés.

En la introducción a la traducción al inglés de 1968, el físico Fred L. Wilson señaló que:

La teoría de Fermi, aparte de reforzar la propuesta de Pauli del neutrino, tiene un significado especial en la historia de la física moderna. Uno debe recordar que sólo los emisores β que ocurren naturalmente eran conocidos en el momento en que se propuso la teoría. Más tarde, cuando se descubrió la decadencia positron, el proceso se incorporó fácilmente en el marco original de Fermi. Sobre la base de su teoría, se predijo y eventualmente se observó la captura de un electrón orbital por un núcleo. Con el tiempo, los datos experimentales se acumularon significativamente. Aunque las peculiaridades se han observado muchas veces en la decadencia β, la teoría de Fermi siempre ha sido igual al desafío.
Las consecuencias de la teoría de Fermi son vastas. Por ejemplo, la espectroscopia β se estableció como una poderosa herramienta para el estudio de la estructura nuclear. Pero tal vez el aspecto más influyente de este trabajo de Fermi es que su forma particular de la interacción β estableció un patrón que ha sido apropiado para el estudio de otros tipos de interacciones. Fue la primera teoría exitosa de la creación y aniquilación de partículas materiales. Anteriormente, sólo se sabía que se habían creado y destruido fotones.

En enero de 1934, Irène Joliot-Curie y Frédéric Joliot anunciaron que habían bombardeado elementos con partículas alfa e inducido radiactividad en ellos. En marzo, el asistente de Fermi, Gian-Carlo Wick, proporcionó una explicación teórica utilizando la teoría de desintegración beta de Fermi. Fermi decidió cambiar a la física experimental, utilizando el neutrón, que James Chadwick había descubierto en 1932. En marzo de 1934, Fermi quería ver si podía inducir radiactividad con la fuente de neutrones de polonio-berilio de Rasetti. Los neutrones no tenían carga eléctrica, por lo que no serían desviados por el núcleo con carga positiva. Esto significaba que necesitaban mucha menos energía para penetrar en el núcleo que las partículas cargadas, por lo que no requerirían un acelerador de partículas, que los chicos de Via Panisperna no tenían.

Enrico Fermi entre Franco Rasetti (izquierda) y Emilio Segrè en vestido académico

Fermi tuvo la idea de recurrir a la sustitución de la fuente de neutrones de polonio-berilio por una de radón-berilio, que creó llenando un bulbo de vidrio con polvo de berilio, evacuando el aire y luego agregando 50 mCi de gas radón, suministrado de Giulio Cesare Trabacchi. Esto creó una fuente de neutrones mucho más fuerte, cuya eficacia disminuyó con la vida media de 3,8 días del radón. Sabía que esta fuente también emitiría rayos gamma, pero, sobre la base de su teoría, creía que esto no afectaría los resultados del experimento. Comenzó bombardeando platino, un elemento con un número atómico alto que estaba fácilmente disponible, sin éxito. Recurrió al aluminio, que emitía una partícula alfa y producía sodio, que luego se descomponía en magnesio por emisión de partículas beta. Probó con plomo, sin éxito, y luego con flúor en forma de fluoruro de calcio, que emitía una partícula alfa y producía nitrógeno, que se descomponía en oxígeno por emisión de partículas beta. En total, indujo radiactividad en 22 elementos diferentes. Fermi informó rápidamente sobre el descubrimiento de la radiactividad inducida por neutrones en la revista italiana La Ricerca Scientifica el 25 de marzo de 1934.

La radiactividad natural del torio y el uranio dificultaba determinar qué sucedía cuando estos elementos eran bombardeados con neutrones pero, tras eliminar correctamente la presencia de elementos más ligeros que el uranio pero más pesados que el plomo, Fermi concluyó que habían creado nuevos elementos, que llamó hesperio y ausonio. La química Ida Noddack sugirió que algunos de los experimentos podrían haber producido elementos más ligeros que el plomo en lugar de elementos nuevos y más pesados. Su sugerencia no se tomó en serio en ese momento porque su equipo no había llevado a cabo ningún experimento con uranio ni había construido la base teórica para esta posibilidad. En ese momento, se pensaba que la fisión era improbable, si no imposible, por motivos teóricos. Mientras que los físicos esperaban que se formaran elementos con números atómicos más altos a partir del bombardeo de neutrones de elementos más livianos, nadie esperaba que los neutrones tuvieran suficiente energía para dividir un átomo más pesado en dos fragmentos de elementos livianos de la manera que sugirió Noddack.

Beta decay. Un neutrón se descompone en un protón y se emite un electron. Para que la energía total en el sistema siga siendo la misma, Pauli y Fermi postularon que un neutrino.. ̄ ̄ e{displaystyle {bar} ♪♪) también fue emitido.

Los chicos de Via Panisperna también notaron algunos efectos inexplicables. El experimento pareció funcionar mejor en una mesa de madera que en una mesa de mármol. Fermi recordó que Joliot-Curie y Chadwick habían notado que la cera de parafina era eficaz para ralentizar los neutrones, así que decidió intentarlo. Cuando los neutrones pasaban a través de la cera de parafina, inducían cien veces más radiactividad en la plata que cuando se bombardeaba sin parafina. Fermi supuso que esto se debía a los átomos de hidrógeno en la parafina. Los de madera explicaron de manera similar la diferencia entre las mesas de madera y las de mármol. Esto se confirmó repitiendo el efecto con agua. Llegó a la conclusión de que las colisiones con átomos de hidrógeno ralentizaban los neutrones. Cuanto menor sea el número atómico del núcleo con el que choca, más energía pierde un neutrón por colisión y, por lo tanto, se requieren menos colisiones para reducir la velocidad de un neutrón en una cantidad determinada. Fermi se dio cuenta de que esto inducía más radiactividad porque los neutrones lentos se capturaban más fácilmente que los rápidos. Desarrolló una ecuación de difusión para describir esto, que se conoció como la ecuación de edad de Fermi.

En 1938, Fermi recibió el Premio Nobel de Física a la edad de 37 años por sus "demostraciones de la existencia de nuevos elementos radiactivos producidos por la irradiación de neutrones y por su descubrimiento relacionado de reacciones nucleares provocadas por neutrones lentos& #34;. Después de que Fermi recibiera el premio en Estocolmo, no regresó a su hogar en Italia, sino que continuó a la ciudad de Nueva York con su familia en diciembre de 1938, donde solicitaron la residencia permanente. La decisión de mudarse a Estados Unidos y convertirse en ciudadanos estadounidenses se debió principalmente a las leyes raciales en Italia.

Proyecto Manhattan

Fermi llegó a la ciudad de Nueva York el 2 de enero de 1939. Inmediatamente le ofrecieron puestos en cinco universidades y aceptó uno en la Universidad de Columbia, donde ya había dado conferencias de verano en 1936. Recibió la noticia de que en diciembre de 1938, el Los químicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann habían detectado el elemento bario tras bombardear uranio con neutrones, que Lise Meitner y su sobrino Otto Frisch interpretaron correctamente como resultado de la fisión nuclear. Frisch lo confirmó experimentalmente el 13 de enero de 1939. La noticia de la interpretación de Meitner y Frisch del descubrimiento de Hahn y Strassmann cruzó el Atlántico con Niels Bohr, que iba a dar una conferencia en la Universidad de Princeton. Isidor Isaac Rabi y Willis Lamb, dos físicos de la Universidad de Columbia que trabajaban en Princeton, lo descubrieron y lo llevaron a Columbia. Rabi dijo que le dijo a Enrico Fermi, pero Fermi luego le dio el crédito a Lamb:

Recuerdo muy vívidamente el primer mes, enero de 1939, que empecé a trabajar en los Laboratorios Pupin porque las cosas comenzaron a suceder muy rápido. En ese período, Niels Bohr estaba en una conferencia en la Universidad de Princeton y recuerdo que una tarde Willis Lamb volvió muy emocionado y dijo que Bohr había filtrado grandes noticias. La gran noticia que había filtrado fue el descubrimiento de la fisión y al menos el esbozo de su interpretación. Luego, un poco más tarde ese mismo mes, hubo una reunión en Washington donde la posible importancia del fenómeno de la fisión recién descubierto se discutió primero en serio semi-jocular como posible fuente de energía nuclear.

Después de todo, se demostró que Noddack tenía razón. Fermi había descartado la posibilidad de fisión basándose en sus cálculos, pero no había tenido en cuenta la energía de enlace que aparecería cuando un nucleido con un número impar de neutrones absorbiera un neutrón extra. Para Fermi, la noticia fue una profunda vergüenza, ya que los elementos transuránicos que en parte le habían otorgado el Premio Nobel por descubrir no habían sido elementos transuránicos en absoluto, sino productos de fisión. Agregó una nota a pie de página a este efecto en su discurso de aceptación del Premio Nobel.

Diagrama de Chicago Pile-1, el primer reactor nuclear para lograr una reacción de cadena autosuficiente. Diseñado por Fermi, consistió en óxido de uranio y uranio en una celosa cúbica incrustada en grafito.

Los científicos de Columbia decidieron que deberían tratar de detectar la energía liberada en la fisión nuclear del uranio cuando es bombardeado por neutrones. El 25 de enero de 1939, en el sótano de Pupin Hall en Columbia, un equipo experimental que incluía a Fermi realizó el primer experimento de fisión nuclear en los Estados Unidos. Los otros miembros del equipo eran Herbert L. Anderson, Eugene T. Booth, John R. Dunning, G. Norris Glasoe y Francis G. Slack. Al día siguiente, la Quinta Conferencia de Washington sobre Física Teórica comenzó en Washington, D.C. bajo los auspicios conjuntos de la Universidad George Washington y la Institución Carnegie de Washington. Allí, la noticia de la fisión nuclear se difundió aún más, fomentando muchas más demostraciones experimentales.

Los científicos franceses Hans von Halban, Lew Kowarski y Frédéric Joliot-Curie habían demostrado que el uranio bombardeado con neutrones emitía más neutrones de los que absorbía, lo que sugiere la posibilidad de una reacción en cadena. Fermi y Anderson también lo hicieron unas semanas después. Leó Szilárd obtuvo 200 kilogramos (440 lb) de óxido de uranio del productor de radio canadiense Eldorado Gold Mines Limited, lo que permitió a Fermi y Anderson realizar experimentos con fisión a una escala mucho mayor. Fermi y Szilárd colaboraron en el diseño de un dispositivo para lograr una reacción nuclear autosuficiente: un reactor nuclear. Debido a la tasa de absorción de neutrones por el hidrógeno en el agua, era poco probable que pudiera lograrse una reacción autosostenida con uranio natural y agua como moderador de neutrones. Fermi sugirió, basándose en su trabajo con neutrones, que la reacción podría lograrse con bloques de óxido de uranio y grafito como moderador en lugar de agua. Esto reduciría la tasa de captura de neutrones y, en teoría, haría posible una reacción en cadena autosostenida. A Szilárd se le ocurrió un diseño factible: una pila de bloques de óxido de uranio intercalados con ladrillos de grafito. Szilárd, Anderson y Fermi publicaron un artículo sobre 'Producción de neutrones en uranio'. Pero sus hábitos de trabajo y personalidades eran diferentes, y Fermi tenía problemas para trabajar con Szilárd.

Fermi fue uno de los primeros en advertir a los líderes militares sobre el impacto potencial de la energía nuclear, dando una conferencia sobre el tema en el Departamento de Marina el 18 de marzo de 1939. La respuesta no fue lo que esperaba, aunque la Marina estuvo de acuerdo. para proporcionar $ 1,500 para futuras investigaciones en Columbia. Más tarde ese año, Szilárd, Eugene Wigner y Edward Teller enviaron la carta firmada por Einstein al presidente estadounidense Franklin D. Roosevelt, advirtiendo que era probable que la Alemania nazi construyera una bomba atómica. En respuesta, Roosevelt formó el Comité Asesor sobre Uranio para investigar el asunto.

Foto de Fermi de Los Alamos

El Comité Asesor sobre Uranio proporcionó dinero para que Fermi comprara grafito, y él construyó una pila de ladrillos de grafito en el séptimo piso del laboratorio Pupin Hall. En agosto de 1941, tenía seis toneladas de óxido de uranio y treinta toneladas de grafito, que utilizó para construir una pila aún mayor en Schermerhorn Hall en Columbia.

La Sección S-1 de la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico, como ahora se conocía al Comité Asesor sobre Uranio, se reunió el 18 de diciembre de 1941, cuando EE. La mayor parte del esfuerzo patrocinado por el comité se había dirigido a producir uranio enriquecido, pero el miembro del comité Arthur Compton determinó que una alternativa factible era el plutonio, que podría producirse en masa en reactores nucleares a fines de 1944. Decidió concentrar el plutonio trabajo en la Universidad de Chicago. Fermi se mudó de mala gana y su equipo se convirtió en parte del nuevo Laboratorio Metalúrgico allí.

Se desconocían los posibles resultados de una reacción nuclear autosostenida, por lo que parecía desaconsejable construir el primer reactor nuclear en el campus de la Universidad de Chicago en el centro de la ciudad. Compton encontró una ubicación en Argonne Woods Forest Preserve, a unas 20 millas (32 km) de Chicago. Piedra y amp; Webster fue contratado para desarrollar el sitio, pero el trabajo se detuvo por una disputa industrial. Luego, Fermi convenció a Compton de que podía construir el reactor en la cancha de squash debajo de las gradas del Stagg Field de la Universidad de Chicago. La construcción de la pila comenzó el 6 de noviembre de 1942 y Chicago Pile-1 alcanzó su punto crítico el 2 de diciembre. Se pretendía que la forma de la pila fuera aproximadamente esférica, pero a medida que avanzaba el trabajo, Fermi calculó que se podía lograr la criticidad sin terminar toda la pila como estaba previsto.

Este experimento fue un hito en la búsqueda de energía y fue típico del enfoque de Fermi. Cada paso se planeó cuidadosamente, cada cálculo se hizo meticulosamente. Cuando se logró la primera reacción en cadena nuclear autosostenida, Compton hizo una llamada telefónica codificada a James B. Conant, presidente del Comité de Investigación de la Defensa Nacional.

Cogí el teléfono y llamé a Conant. He was reached at the President's office at Harvard University. "Jim," dije, "te interesará saber que el navegante italiano acaba de aterrizar en el nuevo mundo." Entonces, media apoloéticamente, porque había llevado al Comité S-l a creer que sería otra semana o más antes de que la pila pudiera ser completada, añadí, "la tierra no era tan grande como él había estimado, y él llegó al nuevo mundo antes de lo que él esperaba."

"Es así," fue la respuesta excitada de Conant. "¿Los nativos eran amistosos?"

"Todo el mundo aterrizó seguro y feliz."

Ernest O. Lawrence, Fermi e Isidor Isaac Rabi

Para continuar la investigación donde no represente un peligro para la salud pública, el reactor fue desarmado y trasladado al sitio de Argonne Woods. Allí, Fermi dirigió experimentos sobre reacciones nucleares, disfrutando de las oportunidades que brindaba la abundante producción de neutrones libres del reactor. El laboratorio pronto pasó de la física y la ingeniería al uso del reactor para la investigación biológica y médica. Inicialmente, Fermi dirigió Argonne como parte de la Universidad de Chicago, pero se convirtió en una entidad separada con Fermi como director en mayo de 1944.

Cuando el reactor de grafito X-10 enfriado por aire en Oak Ridge entró en estado crítico el 4 de noviembre de 1943, Fermi estaba disponible en caso de que algo saliera mal. Los técnicos lo despertaron temprano para que lo viera pasar. Poner en funcionamiento el X-10 fue otro hito en el proyecto del plutonio. Proporcionó datos sobre el diseño del reactor, capacitación para el personal de DuPont en la operación del reactor y produjo las primeras pequeñas cantidades de plutonio criado en el reactor. Fermi se convirtió en ciudadano estadounidense en julio de 1944, la fecha más temprana permitida por la ley.

En septiembre de 1944, Fermi insertó el primer cartucho de combustible de uranio en el reactor B en el sitio de Hanford, el reactor de producción diseñado para producir plutonio en grandes cantidades. Al igual que el X-10, había sido diseñado por el equipo de Fermi en el Laboratorio Metalúrgico y construido por DuPont, pero era mucho más grande y estaba refrigerado por agua. Durante los días siguientes, se cargaron 838 tubos y el reactor entró en estado crítico. Poco después de la medianoche del 27 de septiembre, los operadores comenzaron a retirar las barras de control para iniciar la producción. Al principio, todo parecía estar bien, pero alrededor de las 03:00, el nivel de energía comenzó a caer y a las 06:30 el reactor se había apagado por completo. El ejército y DuPont recurrieron al equipo de Fermi en busca de respuestas. Se investigó el agua de refrigeración para ver si había alguna fuga o contaminación. Al día siguiente, el reactor volvió a ponerse en marcha repentinamente, solo para cerrarse una vez más unas horas más tarde. El problema se atribuyó al envenenamiento por neutrones del xenón-135 o Xe-135, un producto de fisión con una vida media de 9,1 a 9,4 horas. Fermi y John Wheeler dedujeron que el Xe-135 era el responsable de absorber los neutrones en el reactor, saboteando así el proceso de fisión. El colega Emilio Segrè recomendó a Fermi que le preguntara a Chien-Shiung Wu, mientras preparaba un borrador impreso sobre este tema para ser publicado por Physical Review. Al leer el borrador, Fermi y los científicos confirmaron sus sospechas: el Xe-135 efectivamente absorbía neutrones, de hecho tenía una gran sección transversal de neutrones. DuPont se había desviado del diseño original del Laboratorio Metalúrgico en el que el reactor tenía 1.500 tubos dispuestos en círculo y había añadido 504 tubos para rellenar las esquinas. Originalmente, los científicos habían considerado que este exceso de ingeniería era una pérdida de tiempo y dinero, pero Fermi se dio cuenta de que si se cargaban los 2004 tubos, el reactor podría alcanzar el nivel de potencia requerido y producir plutonio de manera eficiente.

La FERMIAC, una computadora analógica inventada por Fermi para estudiar el transporte de neutrones

En abril de 1943, Fermi planteó con Robert Oppenheimer la posibilidad de utilizar los subproductos radiactivos del enriquecimiento para contaminar el suministro de alimentos alemán. El trasfondo era el temor de que el proyecto de la bomba atómica alemana ya estuviera en una etapa avanzada, y Fermi también se mostró escéptico en ese momento de que una bomba atómica pudiera desarrollarse lo suficientemente rápido. Oppenheimer discutió el "prometedor" propuesta con Edward Teller, quien sugirió el uso de estroncio-90. También se informó a James B. Conant y Leslie Groves, pero Oppenheimer quería continuar con el plan solo si se podía contaminar suficiente comida con el arma para matar a medio millón de personas.

A mediados de 1944, Oppenheimer persuadió a Fermi para que se uniera a su Proyecto Y en Los Álamos, Nuevo México. Al llegar en septiembre, Fermi fue nombrado director asociado del laboratorio, con amplia responsabilidad en física nuclear y teórica, y fue puesto a cargo de la División F, que lleva su nombre. La División F tenía cuatro ramas: F-1 Super y General Theory bajo Teller, que investigó el "Super" bomba (termonuclear); Caldera de agua F-2 bajo L. D. P. King, que se ocupaba de la "caldera de agua" reactor de investigación homogéneo acuoso; F-3 Super Experimentación bajo la dirección de Egon Bretscher; y estudios de fisión F-4 bajo Anderson. Fermi observó la prueba Trinity el 16 de julio de 1945 y realizó un experimento para estimar el rendimiento de la bomba dejando caer tiras de papel en la onda expansiva. Calculó la distancia a la que fueron arrastrados por la explosión y calculó el rendimiento en diez kilotones de TNT; el rendimiento real fue de unos 18,6 kilotones.

Junto con Oppenheimer, Compton y Ernest Lawrence, Fermi formó parte del panel científico que asesoró al Comité Interino sobre la selección de objetivos. El panel estuvo de acuerdo con el comité en que se usarían bombas atómicas sin previo aviso contra un objetivo industrial. Al igual que otros en el Laboratorio de Los Álamos, Fermi se enteró de los bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasaki por la megafonía del área técnica. Fermi no creía que las bombas atómicas disuadirían a las naciones de iniciar guerras, ni pensó que había llegado el momento de un gobierno mundial. Por lo tanto, no se unió a la Asociación de Científicos de Los Álamos.

Trabajo de posguerra

Fermi se convirtió en el Profesor Distinguido Charles H. Swift de Física en la Universidad de Chicago el 1 de julio de 1945, aunque no dejó el Laboratorio de Los Alamos con su familia hasta el 31 de diciembre de 1945. Fue elegido miembro de la US National Academy of Sciences en 1945. El Laboratorio Metalúrgico se convirtió en el Laboratorio Nacional de Argonne el 1 de julio de 1946, el primero de los laboratorios nacionales establecidos por el Proyecto Manhattan. La corta distancia entre Chicago y Argonne permitió a Fermi trabajar en ambos lugares. En Argonne continuó la física experimental, investigando la dispersión de neutrones con Leona Marshall. También discutió la física teórica con Maria Mayer, ayudándola a desarrollar conocimientos sobre el acoplamiento espín-órbita que la llevaría a recibir el Premio Nobel.

El Proyecto Manhattan fue reemplazado por la Comisión de Energía Atómica (AEC) el 1 de enero de 1947. Fermi formó parte del Comité Asesor General de la AEC, un influyente comité científico presidido por Robert Oppenheimer. También le gustaba pasar algunas semanas de cada año en el Laboratorio Nacional de Los Álamos, donde colaboró con Nicholas Metropolis y con John von Neumann en la inestabilidad de Rayleigh-Taylor, la ciencia de lo que ocurre en la frontera entre dos fluidos de diferentes densidades..

Laura y Enrico Fermi en el Instituto de Estudios Nucleares, Los Álamos, 1954

Después de la detonación de la primera bomba de fisión soviética en agosto de 1949, Fermi, junto con Isidor Rabi, escribieron un informe redactado enérgicamente para el comité, oponiéndose al desarrollo de una bomba de hidrógeno por motivos morales y técnicos. No obstante, Fermi continuó participando en el trabajo sobre la bomba de hidrógeno en Los Álamos como consultor. Junto con Stanislaw Ulam, calculó que no solo sería prohibitiva la cantidad de tritio necesaria para el modelo de Teller de un arma termonuclear, sino que aún no se podía asegurar que se propagara una reacción de fusión incluso con esta gran cantidad de tritio. Fermi estuvo entre los científicos que testificaron en nombre de Oppenheimer en la audiencia de seguridad de Oppenheimer en 1954 que resultó en la denegación de la autorización de seguridad de Oppenheimer.

En sus últimos años, Fermi continuó enseñando en la Universidad de Chicago, donde fue uno de los fundadores de lo que luego se convertiría en el Instituto Enrico Fermi. Sus estudiantes de doctorado en el período de posguerra incluyeron a Owen Chamberlain, Geoffrey Chew, Jerome Friedman, Marvin Goldberger, Tsung-Dao Lee, Arthur Rosenfeld y Sam Treiman. Jack Steinberger era un estudiante de posgrado, y Fermi influyó mucho en Mildred Dresselhaus durante el año en que coincidió con él como estudiante de doctorado. Fermi realizó importantes investigaciones en física de partículas, especialmente relacionadas con piones y muones. Hizo las primeras predicciones de la resonancia pion-nucleon, basándose en métodos estadísticos, ya que razonó que no se requerían respuestas exactas cuando la teoría era incorrecta de todos modos. En un artículo en coautoría con Chen Ning Yang, especuló que los piones en realidad podrían ser partículas compuestas. La idea fue elaborada por Shoichi Sakata. Desde entonces ha sido suplantado por el modelo de quarks, en el que el pión está formado por quarks, que completó el modelo de Fermi y reivindicó su enfoque.

Fermi escribió un artículo "Sobre el origen de la radiación cósmica" en el que propuso que los rayos cósmicos surgieron a través de la aceleración del material por campos magnéticos en el espacio interestelar, lo que llevó a una diferencia de opinión con Teller. Fermi examinó los problemas que rodean a los campos magnéticos en los brazos de una galaxia espiral. Reflexionó sobre lo que ahora se conoce como la 'paradoja de Fermi': la contradicción entre la supuesta probabilidad de la existencia de vida extraterrestre y el hecho de que no se ha hecho contacto.

La tumba de Fermi en Chicago

Hacia el final de su vida, Fermi cuestionó su fe en la sociedad en general para tomar decisiones sabias sobre la tecnología nuclear. Él dijo:

Algunos de ustedes pueden preguntar, ¿cuál es el bien de trabajar tan duro simplemente para recoger algunos hechos que no traerán placer excepto a algunos profesores de pelo largo que aman recoger tales cosas y no serán de utilidad para nadie porque sólo pocos especialistas en el mejor de los casos serán capaces de entenderlos? En respuesta a esa pregunta[s] Puedo aventurar una predicción bastante segura.

La historia de la ciencia y la tecnología nos ha enseñado constantemente que los avances científicos en la comprensión básica han llevado tarde o temprano a aplicaciones técnicas e industriales que han revolucionado nuestro modo de vida. Me parece improbable que este esfuerzo para llegar a la estructura de la materia sea una excepción a esta regla. Lo que es menos seguro, y lo que todos esperamos fervientemente, es que el hombre pronto crecerá lo suficientemente adulto para hacer buen uso de los poderes que adquiere sobre la naturaleza.

Muerte

Fermi se sometió a lo que se llamó un "exploratorio" operación en el Billings Memorial Hospital en octubre de 1954, tras lo cual regresó a casa. Cincuenta días después murió de un cáncer de estómago inoperable en su casa de Chicago. Tenía 53 años. Fermi sospechaba que trabajar cerca de la pila nuclear implicaba un gran riesgo, pero siguió adelante porque los beneficios superaban los riesgos para su seguridad personal. Dos de sus asistentes de estudiantes graduados que trabajaban cerca de la pila también murieron de cáncer.

Se llevó a cabo un servicio conmemorativo en la capilla de la Universidad de Chicago, donde los colegas Samuel K. Allison, Emilio Segrè y Herbert L. Anderson hablaron para llorar la pérdida de uno de los más brillantes del mundo. y físicos productivos." Su cuerpo fue enterrado en el cementerio de Oak Woods, donde se llevó a cabo un servicio privado junto a la tumba para la familia inmediata presidido por un capellán luterano.

Impacto y legado

Legado

Fermi recibió numerosos premios en reconocimiento a sus logros, incluida la Medalla Matteucci en 1926, el Premio Nobel de Física en 1938, la Medalla Hughes en 1942, la Medalla Franklin en 1947 y el Premio Rumford en 1953. Fue galardonado la Medalla al Mérito en 1946 por su contribución al Proyecto Manhattan. Fermi fue elegido Miembro Extranjero de la Royal Society (FRS) en 1950. La Basílica de Santa Croce, Florencia, conocida como el Templo de las Glorias Italianas por sus numerosas tumbas de artistas, científicos y figuras prominentes en Historia italiana, tiene una placa conmemorativa de Fermi. En 1999, Time nombró a Fermi en su lista de las 100 mejores personas del siglo XX. Fermi fue ampliamente considerado como un caso inusual de un físico del siglo XX que se destacó tanto teórica como experimentalmente. El químico y novelista C. P. Snow escribió: "Si Fermi hubiera nacido unos años antes, uno bien podría imaginarlo descubriendo el núcleo atómico de Rutherford y luego desarrollando la teoría del átomo de hidrógeno de Bohr". Si esto suena como una hipérbole, es probable que cualquier cosa sobre Fermi suene como una hipérbole.

Fermi era conocido como un maestro inspirador y se destacó por su atención a los detalles, la simplicidad y la cuidadosa preparación de sus conferencias. Más tarde, sus notas de conferencias fueron transcritas en libros. Sus papeles y cuadernos están hoy en la Universidad de Chicago. Victor Weisskopf señaló cómo Fermi "siempre logró encontrar el enfoque más simple y directo, con el mínimo de complicaciones y sofisticación". No le gustaban las teorías complicadas y, si bien tenía una gran habilidad matemática, nunca la usaría cuando el trabajo se pudiera hacer de manera mucho más simple. Era famoso por obtener respuestas rápidas y precisas a problemas que desconcertaban a otras personas. Más tarde, su método de obtener respuestas aproximadas y rápidas a través de cálculos al dorso del sobre se conoció informalmente como el "método Fermi", y se enseña ampliamente.

A Fermi le gustaba señalar que cuando Alessandro Volta trabajaba en su laboratorio, Volta no tenía idea de adónde conduciría el estudio de la electricidad. Fermi es generalmente recordado por su trabajo sobre energía nuclear y armas nucleares, especialmente la creación del primer reactor nuclear y el desarrollo de las primeras bombas atómicas y de hidrógeno. Su trabajo científico ha resistido la prueba del tiempo. Esto incluye su teoría de la desintegración beta, su trabajo con sistemas no lineales, su descubrimiento de los efectos de los neutrones lentos, su estudio de las colisiones de piones y nucleones y sus estadísticas de Fermi-Dirac. Su especulación de que un pión no era una partícula fundamental señaló el camino hacia el estudio de los quarks y los leptones.

Cosas que llevan el nombre de Fermi

La señal en la calle Enrico Fermi en Roma

Placa conmemorativa en la Basílica Santa Croce, Florencia. Italia

Muchas cosas llevan el nombre de Fermi. Estos incluyen el acelerador de partículas y laboratorio de física Fermilab en Batavia, Illinois, que fue renombrado en su honor en 1974, y el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi, que recibió su nombre en 2008, en reconocimiento a su trabajo sobre los rayos cósmicos. Tres instalaciones de reactores nucleares llevan su nombre: las plantas de energía nuclear Fermi 1 y Fermi 2 en Newport, Michigan, la planta de energía nuclear Enrico Fermi en Trino Vercellese en Italia y el reactor de investigación RA-1 Enrico Fermi en Argentina. Un elemento sintético aislado de los escombros de la prueba nuclear Ivy Mike de 1952 se denominó fermio, en honor a las contribuciones de Fermi a la comunidad científica. Esto lo convierte en uno de los 16 científicos que tienen elementos que llevan su nombre.

Desde 1956, la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos ha nombrado su mayor honor, el Premio Fermi, en su honor. Los ganadores del premio han incluido a Otto Hahn, Robert Oppenheimer, Edward Teller y Hans Bethe.

Publicaciones

• Introduzione alla Fisica Atomica (en italiano). Bolonia: N. Zanichelli. 1928. OCLC 9653646.
• Fisica per i Licei (en italiano). Bolonia: N. Zanichelli. 1929. OCLC 9653646.
• Molecole e cristalli (en italiano). Bolonia: N. Zanichelli. 1934. OCLC 19918218.
• Termodinámica. Nueva York: Prentice Hall. 1937. OCLC 2379038.
• Fisica per Istituti Tecnici (en italiano). Bolonia: N. Zanichelli. 1938.
• Fisica per Licei Scientifici (en italiano). Bolonia: N. Zanichelli. 1938. (con Eduardo Amaldi)
• Partículas elementales. New Haven: Yale University Press. 1951. OCLC 362513.
• Notas sobre Mecánica Cuántica. Chicago: La Universidad de Chicago Press. 1961 OCLC 1448078.

Para obtener una lista completa de sus artículos, consulte las páginas 75 a 78 en la ref.

Patentes

• US Patent 2206634, "Proceso para la Producción de Sustancias Radiactivas", emitido en julio de 1940
• US Patent 2836554, "Air Cooled Neutronic Reactor", publicado en abril de 1950
• US Patent 2524379, "Neutron Velocity Selector", emitido en octubre de 1950
• US Patent 2852461, "Neutronic Reactor", emitido en septiembre de 1953
• US Patent 2708656, "Neutronic Reactor", emitido en mayo de 1955
• US Patent 2768134, "Testing Material in a Neutronic Reactor", emitido en octubre de 1956
• US Patent 2780595, "Test Exponential Pile", emitido en febrero de 1957
• US Patent 2798847, "Method of Operating a Neutronic Reactor", emitido en julio de 1957
• US Patent 2807581, "Neutronic Reactor", emitido en septiembre de 1957
• US Patent 2807727, "Neutronic Reactor Shield", emitido en septiembre de 1957
• US Patent 2813070, "Method of Sustaining a Neutronic Chain Reacting System", emitido en noviembre de 1957
• US Patent 2837477, "Chain Reacting System", emitido en junio de 1958
• US Patent 2931762, "Neutronic Reactor", publicado en abril de 1960
• Patente de EE.UU. 2969307, "Método de prueba de material fisionable neutrón para la pureza", publicado en enero de 1961