публичный образовательный интернет-портал

Элементарным частицам присуща характеристика, соответствующая в макромире вращению. Эту характеристику называют «спин», что в переводе с английского означает «веретено». Спин выражается в единицах, равных постоянной Планка. В этих единицах спин может быть целым. Такие частицы называют бозонами в честь Ш. Бозе, вместе с А. Эйнштейном разработавшего статистику их поведения. Существуют также частицы, у которых спин  полуцелый, то есть равный n + 1⁄2, где n — целое число. Статистику поведения этих частиц разработали Э. Ферми и П. Дирак. 

Фермионами являются электроны, бозонами – протоны и нейтроны. Самый знаменитый в настоящее время бозон – бозон Хиггса.

Квантовая механика оперирует понятиями, которые трудно представить, хотя они существуют. Одним из таких понятий является спин. 

 В 1927 году физик Поль Дирак, чтобы создать полностью релятивистскую квантовую теорию, объединил одним математическим описанием квантовую механику и эйнштейновскую специальную теорию относительности. При этом проявилось такое свойство, как спин электрона. Это свойство очень условно можно было представить в виде вращения отрицательно заряженного электрона вокруг своей оси, который тем самым генерирует небольшое локальное магнитное поле. Сегодня мы представляем спин электрона с точки зрения его возможной ориентации – условно говоря, вверх или вниз.

Бозоны и фермионы

Категории: Физика
Энрико Ферми
1901 — 1954

Итальянский физик, построивший первый ядерный реактор, Внёс большой вклад в ядерную физику, физику элементарных частиц, а также в квантовую механику. Один из создателей атомной бомбы. Его именем названы класс элементарных частиц, фермионы и трансурановый элемент фермий.

Энрико Ферми родился в Риме в 29 сентябре 1901 года в обеспеченной семье. Ещё в школе он заинтересовался точными науками, и многие разделы физики и математики учил самостоятельно, читая книги. По окончании средней школы в июле 1918 года он поступил в Высшую нормальную школу в Пизе, выиграв стипендию для обучения в этом престижном университете. Способности Энрико были оценены, и он обучался сразу по докторской программе, завершив курс в 1922 году с отличием. В 1923 году он выиграл еще одну стипендию благодаря чему съездил в Гёттинген, где несколько месяцев стажировался у знаменитого физика Макса Борна и ещё несколько месяцев в Лейдене у Пауля Эренфеста. Возвратившись на родину, он быстро сделал научную карьеру, став в 1924 году профессором физики в университете Флоренции, а через два года – в Риме.

В 1926 году Ферми разработал законы статистики для большого класса элементарных частиц («Статистика Ферми»), которые вскоре стали называть «фермионами».

В 1934 году Ферми создал теорию бета-распада, которая объяснила явление радиоактивности, показала возможность превращения одних элементов в другие (трансформации элементов) и показала важную роль в процессе трансформации нейтронов. Экспериментальная проверка теории Ферми привела к открытию медленных нейтронов, ядерного деления, а также элементов, лежащих за пределами известной тогда части Периодической таблицы. За эти выдающиеся научные результаты в 1938 году он был удостоен Нобелевской премии по физике.

Поездка в Стокгольм на церемонию вручения Нобелевской премии позволило Э. Ферми навсегда покинуть фашистскую Италию и тем самым спасти свою жену и детей от репрессий после введения антиеврейских законов. Он эмигрировал в США и начал работать в университете Чикаго, а затем – в Колумбийском университете.

В начале 1939 года немецкие учёные Хан и Штрассман открыли реакцию распада ядер урана, при которой выделялись нейтроны. Ферми сразу же увидел, что из этого следует возможность испускания вторичных нейтронов, которые, при определённых условиях могли бы привести к цепной реакции, неуправляемой или же управляемой. В результате 2 декабря 1942 года на подземном этаже стадиона в Чикаго научным коллективом под руководством Э. Ферми был построен первый атомный реактор. Впоследствии Ферми сыграл важную роль в разработке первой атомной бомбы. С октября 1949 года он участвовал также и в создании американского термоядерного оружия.

Ученый умер в Чикаго 28 ноября 1954 года от рака желудка.

Через несколько месяцев после смерти Э. Ферми в научном журнале были опубликованы статьи об открытии двух новых трансурановых элементов. Один из этих элементов авторы статьи предложили назвать эйнштейнием, а второй – фермием.


Наш кинозал

Энрико Ферми

 

Страны: США Италия