Enrico Fermi a 80 anni dal Nobel

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1 Enrico Fermi a 80 anni dal Nobel Luciano Maiani, Universitá Sapienza, INFN Roma1, Accademia Nazionale dei Lincei Disclaimer. Non è un discorso con pretese storiche, ne una raccolta di ricordi personali; piuttosto la percezione di Fermi di chi, come me, lo ha incontrato mille volte nei suoi studi e lo ha intravisto in alcune persone, per me cruciali, che lo avevano conosciuto. Ma misi me per l alto mare aperto

2 Enrico Fermi in libreria dal 1954 ad oggi

3 Fermi: Nobel Prize maker Through the influence of his students, Fermi effectively revolutionized the training of students in the United States and one hopes in the whole world (V. Telegdi, 1991) Premi Nobel (reali o potenziali) tra gli studenti e i collaboratori di Fermi, in una lista compilata da J. Orear (1991) S. Chandrasekhar, nel suo cammino nel campus dell Universita di Chicago, faceva spesso una sosta al monumento all Energia Atomica di Henry Moore ( ), posto nel sito della prima pila nucleare, CP-1, realizzata da E. Fermi nel Dicembre 1942

4 1. Dicembre 1938, la famiglia Fermi parte per Stoccolma Edoardo Amaldi, The Years of Reconstruction, in Perspectives of Fundamental Physics, C. Schaerf editor, Harwood Academic Publisher, NY, Marzo 1938: Annessione dell Austria alla Germania -14 Luglio 138: leggi razziali in Italia - Settembre 1938: trattato di Monaco Fermi non era l unico fisico a lasciare il Paese: Bruno Rossi, Emilio Segre, Giulio Racah, Ugo Fani, erano giá negli USA o in partenza. Si concludeva un periodo eroico della vita di Fermi e della Fisica italiana. Creata dal nulla da Enrico Fermi, la scuola di Via Panisperna si era affermata alla frontiera della fisica nucleare internazionale.

5 Il Premio Nobel per la Fisica 1938 È stato assegnato a Enrico Fermi for his demonstrations of the existence of new radioactive elements produced by neutron irradiation, and for his related discovery of nuclear reactions brought about by slow neutrons. Il premio era un riconoscimento alle ricerche del gruppo di giovani fisici creato da Enrico Fermi negli anni 30 nell Istituto di Fisica dell Universitá di Roma, che hanno aperto la strada verso l utilizzo dell energia dei nuclei. I ragazzi di via Panisperna, da destra: Fermi, Rasetti, Amaldi, Segre, D'Agostino. Bruno Pontecorvo faceva parte del gruppo, ma non appare in quanto autore della foto

6 L immagine della materia dopo la scoperta del neutrone (Chadwick, 1932) È quello che ci insegnano a scuola; ancora adeguato oggi, per un primo orientamento Atomo (dim cm) Cristallo Elettroni Nucleo Atomico (dim cm) Protoni e neutroni sono legati nei nuclei con energia di legame milioni di volte maggiore delle energie chimiche degli atomi È l energia che permette al Sole di brillare per miliardi di anni Ma come aprire i nuclei? Protoni e Neutroni (1932) DipFis Torino, 12/04/2018 L. Maiani. Photons, electrons and other particles

7 2. La Radioattivita indotta dai neutroni 1934, Irene Curie e Frederic Joliot Curie scoprono la radioattivita artificiale bombardando elementi leggeri con particelle alfa. Fermi comprende subito il vantaggio di usare come proiettili i neutroni: in assenza della repulsione elettrostatica, il neutrone puo essere facilmente assorbito dal nucleo e produrre nuovi isotopi. Fermi si mette al lavoro, dapprima da solo, costruendo un sistema per produrre neutroni: -radio in una fiala di vetro, accanto a berillio -il radio produce radon che emette particelle alfa energiche -le alfa colpiscono il berillio e liberano i neutroni il radio e fornito dall Istituto del Radio, che si trova all interno dell Istituto di Via Panisperna: il direttore, Trabacchi, e la Divina Provvidenza Fermi coinvolge i ragazzi di Via Panisperna (Rasetti, Amaldi, Segre, Pontecorvo) in una esplorazione sistematica degli elementi, per Z crescenti (Z, A) + N (Z, A+1), in genere beta instabile (Z+1,A+1) o alfa-instabile (Z-2,A-3) in pochi mesi scoprono molti nuovi radioisotopi e arrivano all Uranio.

8 Marzo La radioattivita indotta in U non corrisponde a quella di elementi immediatamente più leggeri (Z <92) e fa quindi pensare alla produzione di un nuovo elemento transuranico (Z >92) Corbino diffonde la notizia, Fermi si innervosisce perche il risultato non e chiaro Estate 1934: Amaldi e Segre vanno a Cambridge nel laboratorio di Rutherford, Fermi fa un lungo viaggio in Sudamerica; al ritorno a Roma, Fermi e irritato per nuovi risultati che smentiscono i vecchi dati, i ragazzi si mettono al lavoro e le provano tutte Amaldi e Pontecorvo trovano risultati differenti tra radioattivita indotta lavorando su tavoli di marmo o tavoli di legno. Fermi decide di lavorarci personalmente..nel laboratorio, quasi inconsciamente, inserisce un blocco di paraffina C.I.F. (Con Intuito Formidabile) come avrebbe detto lui stesso la radioattivita AUMENTA! dimostrazione ai suoi collaboratori, li lascia di stucco È ora di pranzo, Fermi stacca e va a casa R. Rhodes, The Making of the Atomic Bomb, Simon&Schuster, 1986

9 Ottobre1934: la vasca dei pesci rossi Nel pomeriggio, Fermi aveva gia la soluzione del mistero: la paraffina contiene idrogeno, negli urti con l idrogeno i neutroni perdono energia, si raffreddano, i neutroni lenti hanno maggiore probabilita di essere assorbiti. Questo spiegava perche il legno (che contiene idrogeno) era meglio del marmo! Tornato in Istituto, tutti insieme provano con l acqua, mettendo la sorgente di neutroni nella fontana con i pesci rossi nel giardino dell Istituto: l effetto aumenta. La stessa sera, dopo cena, tutti insieme a casa di Amaldi scrivono un lavoro: Influence of hydrogenous substances on the radioactivity produced by neutrons. Fermi detta, Segre scrive, tutti gli altri intervengono. Sono cosi eccitati che la cameriera, il giorno dopo chiede a Ginestra se non avessero bevuto troppo. Corbino insiste per un brevetto e fa le sue previsioni: Fermi prendera il Nobel, Rasetti sara eletto ai Lincei, Segre avra una cattedra e Amaldi diventera assistente (100% di successo). Bethe, anni dopo: negli USA, dove non ci sono tavoli di marmo, nessuno avrebbe notato l effetto. 12

10 1938: Hahn e Strassmann non sono convinti Otto Hahn e Fritz Strassmann, a Berlino, seguono la via della chimica e analizzano con cura la composizione del campione di U irraggiato; Hahn e, senza discussione, il miglior radiochimico in Germania Inverno del H&S concludono che l elemento risultante non puo essere separato dal Bario, elemento di massa tra 114 e 150, circa la meta di U: e un dato che sovverte tutto quello che si sa della fisica nucleare. Si pensava che nei decadimenti venissero via schegge nucleari di piccola taglia, rompere in due il nucleo non era proprio immaginabile Hahn e in contatto con Lisa Meitner che sta fuggendo dalla Germania in Svezia, dove si stabilisce in Dicembre, e le chiede se ci possono essere spiegazioni fisiche del loro risultato. Fermi e in nave verso gli USA, non contattabile! Natale 1938, Hahn e Strassman, fatte diverse verifiche, decidono di pubblicare il lavoro che indica che l elemento prodotto dai neutroni sull Uranio È Bario. Lisa, in vacanza con il nipote Otto Frisch, riflette sul modello a goccia dei nuclei, proposto recentemente da Bohr.

11 Le idee di Bohr, Meitner e Frisch danno una base teorica ai risultati di Hahn e Strassman (Dicembre 1938) N. Bohr: un nucleo di U si comporta come una goccia di liquido, tenuta insieme dalle forze nucleare e sotto tensione per la repulsione coulombiana dei protoni. Lisa Meitner e Otto Frisch: l assorbimento di un neutrone mette la goccia in vibrazione; se si forma un collo, la repulsione coulombiana lo allunga, finche la goccia si spezza in due parti circa uguali con peso atomico ~ 1/2 del peso atomico di U: sono i frammenti di fissione. Meitner e Frisch calcolano che la variazione di energia e di circa 200 Milioni di evolt, un energia enorme, rispetto all energia liberata dalle reazioni chimiche (che e di qualche ev) si capisce subito che, se nella fissione si liberano neutroni, questi potrebbero portare ad una reazione a catena Bohr viene informato mentre e in partenza per gli USA.

12 Bohr porta la notizia negli USA (Washington, Gennaio 1939) Bohr e Fermi riferiscono ad un convegno organizzato da Gamow. Due giovani (R. Meyer e M. Tuve) si incaricano di fornire una conferma immediata mettendo Uranio in una camera a ionizzazione e bombardandolo con neutroni lenti: la camera mostra traccie fortemente ionizzanti, ben piu lunghe delle tracce delle particelle alfa del decadimento radioattivo dell U. Fermi non aveva visto niente di tutto questo a Roma: i campioni di Uranio erano stati avvolti in fogli di alluminio, che avevano bloccato i frammenti di fissione!!! R. Rhodes, The Making of the Atomic Bomb La sera stessa, Fermi torna a New York. In pochi mesi, lui e Szilard dimostrano che in ciascuna fissione sono emessi circa due neutroni la reazione a catena e possibile l energia nucleare ma anche una bomba. Agosto 1939: Szilard e Wigner convincono Einstein a scrivere a Roosvelt sui pericoli della fissione dell Uranio. La lettera sottolinea che la Germania ha tutte le competenze per fare un eventuale arma atomica e chiede al governo USA di stabilire un contatto permanente con gli scienziati A. Einstein e T. Roosvelt che lavorano alla fissione. Washington, 29 Gennaio Fermi (terzo da sinistra) e Bohr (terzo da destra) assistono alla dimostrazione della fissione del nucleo, nella camera a nebbia preparata da Meyer e Tuve 1 Settembre1939, Hitler invade la Polonia. E l alba dell era atomica

13 L era nucleare Giugno 1942: inizia il Progetto Manhattan Dicembre 1942: la prima pila nucleare costruita da Fermi e Szilard entra in funzione a Chicago Eugene Wigner: We felt as, I presume, everyone feels who has done something that he knows will have very far-reaching consequences which he cannot foresee Compton telefona a Conant, presidente della National Defense Research Committee -Compton: The Italian navigator has landed in the New World. -Conant: How were the natives? -Compton: Very friendly. 16 Luglio 1945, Trinity, il primo test nucleare. 6 Agosto 1945, Hiroshima, vittime 9 Agosto 1945, Nagasaki, vittime Edoardo Amaldi, The Years of Reconstruction, 1979

14 Ottobre 1949: La Commissione Energia Atomica discute sull opportunita di sviluppare la bomba H. Fermi e I. Rabi firmano una relazione di minoranza: D. N. Schwartz, The Last Man Who Knew Everything, Basic Books, 2017 (E. Fermi, I. Rabi) 1955: Il Manifesto Russel-Einstein esprimerá le stesse preoccupazioni dopo il test nell atollo di Bikini, chiedendo ai governi di rinunciare alla guerra come strumento per la risoluzione dei conflitti. in considerazione del fatto che in una qualsiasi guerra futura saranno certamente usate armi nucleari e che queste armi minacciano la continuazione dell esistenza umana, noi invitiamo i governi del mondo a rendersi conto, e a dichiararlo pubblicamente, che il loro scopo non può essere ottenuto con una guerra mondiale, e li invitiamo di conseguenza a trovare i mezzi pacifici per la soluzione di tutti i loro motivi di contesa (Manifesto Russell-Einstein, 1955).

15 Enrico Fermi: Fisico Teorico La statistica di Fermi (1927) L interazione di Fermi (1933) I mesoni (H. Yukawa) sono particelle elementari? (1949)

16 La statistica di Fermi (1926) A B B A A B A B Classico S. Bose realizza che i risultati di Plack si possono ottenere considerando i fotoni come un gas le cui particelle obbediscono ad una statistica quantistica : sono indistinguibili W. Pauli: due elettroni non possono stare nello stesso stato quantico Fermi scopre la legge statistica cui debbono obbedire le particelle indistinguibili che seguono il Principio di Pauli. P.A.M. Dirac ottiene lo stesso risultato, e parla di Statistica Fermi-Dirac. A A A A A A Bose-Einstein (fotoni) A A Fermi-Dirac (elettroni) Un teorema fondamentale della Teoria dei Campi Particelle di spin semi-intero seguono Fermi-Dirac, spin intero seguono Bose-Einstein

17 Le strane proprieta di un gas di fermioni gli elettroni in basso non possono salire in energia, l autobus e pieno -solo l elettrone in alto puo assorbire energia: spiega il trascurabile contributo degli elettroni al calore specifico dei metalli - e come se elettroni si respingessero e la base della fisica dello stato solido possono resistere alla pressione della gravita -cosi Chandrasekar spiega le stelle nane bianche (il compagno di Sirio) e ne calcola la massa critica - per massa maggiore, si forma una stella di neutroni (Oppenheimer e Volkov) - masse ancora piu grandi finiscono in un Black Hole e la chiave per comprendere le stelle compatte SUPERSIMMETRIA, L. Maiani. Fermi a 80 anni SUPERGRAVITA dal Nobel A no A e come se ci fosse un solo elettrone La statistica di Fermi-Dirac per elettroni, protoni, neutroni, domina la fisica della materia condensata, dei nuclei e delle particlle subnucleari. Bose-Einstein descrive i mediatori delle forze (fotone, bosoni intermedi, di Higgs ) Con costituenti fermionici, si possono costruire particelle di spin intero (in numeri pari) o semiintero (dispari): quark! L alternativa Fermi-Bose potrebbe essere un inganno? (solo i fermioni sono elementari lo pensava Dirac) Oppure: e il riflesso di una simmetria fondamentale della Natura che bilancia Fermioni e Bosoni? A A si A

18 L interazione di Fermi (1933) Pauli: Nucleo(Z) Nucleo(Z+1) + e - + neutrino l elettrone e il neutrino risiedono nel nucleo iniziale? Fermi: l elettrone e il neutrino sono creati nell atto del decadimento PROPRIO come avviene con il fotone quando un atomo si diseccita: A 0! A + n! p + e descrizione di Beppo Occhialini: Immaginate degli esami universitari che si svolgono in un aula chiusa. Chi attende fuori, ogni tanto vede uscire uno studente e pensa, ragionevolmente, che prima lo studente che vede si trovava nell aula della commissione di esami. Beh, nel decadimento beta secondo Fermi, risulta invece che prima lo studente (l elettrone e il neutrino) non c era, ma è creato proprio nel momento in cui esce... Fermi spinge l analogia con l emissione del fotone, fino a ipotizzare che la transizione neutrone protone e l emissione della coppia elettrone-neutrino, siano dovute a correnti, analoghe alla corrente elettromagnetica. Una intuizione felice che, oltre a riprodurre i dati, suggerisce un legame piu profondo tra i due fenomeni l unificazione. +

19 ν e- N P E. Fermi (1933) N! P + e + R. P. Feynman, Theory of Fundamental Processes. Amazon (1961) <latexit sha1_base64="otzjai/ym8plalm/cza/css2msy=">aaacd3icbvdlsgmxfm3uvx1fvzdugq1skzazdqhuiqk4kgr2az1amumthmyyq5irsukfupfx3lhqxk1bd/6n6wohrqcch3pu5eycp+jmacf5thjz8wuls8lle2v1bx0jtblvvweskvroyenz94kczgrunnmc6peeevgcan73bojxhkaqfoob3yuggza7wtqmem2kvmr/pi8vqaymz92tyvhatjnxng5xoqe3hznpjxj7is60umkn74yaz4k7iwk0qbmv+vlaiy0dejpyoltddsld7bopgeuwsl1yqurol9xbw1bbaldn/ijpao8zpy07otrpadxsf2/0sabul/dnzed0vzr2huj/xipwnenmn4ko1ido+fan5tgehpad20wc1bxnckgsmb9iek8kodpuajss3onis6raylto3r0upeunkzqsaaftoixy0reqouturhve0sn6rq/ozxqyxqx362m8mramo9vod6zph2qcmhs=</latexit> G[ P µ <latexit sha1_base64="tkarlsa1k+qqwsymi+vqf8wjena=">aaaclxicbvdlsgmxfm34rpvvdekmwarxzuyexryvdcuv7am643antdvqjdmkgaem/se3/ooiliri1t8wfsc29udgcm653nwtjzxp47pdz2l5zxvtpber39za3tkt7o3xdjwqqqsk5rfqrkapz5jwdtocnhjfqusc1qpe1civp1glwswftd+hgycozg1gwfgplfzfndm/aox9imadsil9dggbj75ix1j4f8we6mqpf31fpkfykloldwy8slwpkaipkmhhzw/fjbvugsjb66bnjibiqblgob3k/vttbegporrpqqrbdzcnrx3gy6u0cdtw9kmdx+rfiqye1n0r2aqa09xz3kj8z2umpn0rzewmqagstba1u45njefv4rztlbjetwsiyvavmhrbatg24lwtwzs/ezhutkuew/luz4rly2kdoxsijtaj8ta5kqnbvefvrnazekvd9og8oo/op/m1is4505kdnapn+wfuzqir</latexit> N ][ e µ da Fermi all Unificazione <latexit sha1_base64="gmfjxsidpz1wtma8rem/5lgvhg8=">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</latexit> ] a= (in 1956) Nicola Cabibbo N. Cabibbo (1963) d! u + e + ; s! u + e + <latexit sha1_base64="gz09e+/d9bbqvxv4fwzs9s9jsce=">aaacknicbvdlsgmxfm34roor6tjnsbuqxtjtwqduqt24kgr2az1akjtthmyyq5irsqm/48zfcdofutz6iaaphbyecbzouzebc3demdkom7kwlldw19ytg/bm1vbobnjvv6lcwbjajiepzq0jrtkttkyz5rqwsyoczgkvd4tjv/pmpwkhens9idyc1bbmzwrpizwtn7yn7fsclclmma5hxr06pzux7xtl0ygms/tpnothjken4usxtsimm8muk3mmgivenzeumkhuta69vkjigapnofkq7jqrbvsr1ixworc9wneiks5q07qhagvunfqtqan4bjqw9enpntbwov7e6knaqv6azwsadefne2pxp68ea/+y0wciijuvzhrijzk0gce9wratlgjemwqrycxfiekgiyg27dqmbhc+8ikp5houk3mf8qnc7ayobdgeryadxhabcuaoleazepak3seh+lterke1sr6mo0vwboca/ih1/qn/mkhz</latexit> G[ u <latexit sha1_base64="qhmn15bmc+yx82hqv/kgo75fyq4=">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</latexit> µ a(cos d + sin s )][ e µa ] S. Glashow (1961), S. Weinberg, A. Salam (1967) <latexit sha1_base64="mcur8ui7+vzlpeoiowsyyqnx8cs=">aaacgnicbva9swnben2lx/h8ilralayhghy3fka7qiwwkrgtsely20ysxb29y3dpcsh5gzb+frslrezexn/jxkzh14obx3szzmwlysg18f0pjzmzoze/kf10l5zxvtdy6xtxokougyqlrktqaduguisq4uzapvzaw0balbg+tf3adsjni3lpbjg0qtqtvmsznvzq54hb8czngup+disl5oia7o65qvydlgnqvb3xsteuuehdcwoxd9u5vo/5e+c/hexjhk1rbufemp2ijsfiw+wi3sb+bfpdqgxnakzum9equ3zne9cwvniqdgs4ew2ed6zswd1i2zigt9tve0maaj0ia9szutpxv71u/m9rjkz72bpygscgjpta1e0enhfoc8idroazmbcemsxtrzj1qalm2drdgwl5/fjfcrxved8jf/v50sk0jizaqtuogagqohi6r2vurqzdoqf0hj6de+frexfev1ozznrme/2a8/4jveadua==</latexit> <latexit sha1_base64="t760/tf+hmvv5rg4hzfx/daekpa=">aaab63icbvbns8naej3urxq/qh69lbbbu0le0gpri8ckthbaudbbtbt0dxp2qyihf8glb0w8+oe8+w/ctdlo64obx3szzmylm860cyjvr7k2vrg5vd32d3b39g9qh0cdnvpfajukpfxdggvkmartwwyn3uxrlgjoh+pjbee/plglwsofzdsjkcajyrjgsckkvy/tofypgsecajwejaldidag9tufpsqkkg3hwoteggqmyreyjha68/tw0wytcr7rnqmsc6qjfh7rdj05zyisvlmsbs3v3xm5flpprew6btzjvewv4n9ez5rkosqzzkyhkiwwjzyjk6lictrkihldp45gopi7fzexvpgyf4/vqgixx14lnytggdtc+8t686amowoncarnemivnoeowtagamn4hld484t34r17h4vwilfohmmfej8/kxgn6w==</latexit> <latexit e <latexit sha1_base64="ned0stauahsnb1pncjluq+ikhum=">aaab63icbvbns8naej34wenx1aoxxsj4ssqi6lhoxwmf+wftljvtpf26m4tdjvbk/4ixd4p49q9589+4axpq1gcdj/dmmjkxpojr43nfzsrq2vrgzmnl3d7z3dsvhxw2dziphg2wies1q6pr8bgbhhub7vqhlahavji6zf3weyrnk/jbjfmmjb3epokmmlxy8fg8v654vw8gskz8glsgql1x/ur2e5zjja0tvouo76ummfblobm4dbuzxpsyer1gx9kysttbzhbrljxapu+irnmkdzmpvycmvgo9lqhtlnqm9akxi/95ncxe18gex2lmmgbzrvemieli/jjpc4xmilellclubyvssbvlxsbj2hd8xzexsfoi6ntv//6yursp4ijbmzzagfhwbtw4gzo0gmeqnuev3hzpvdjvzse8dcupzo7gd5zphxtxjzw=</latexit> e e <latexit sha1_base64="ned0stauahsnb1pncjluq+ikhum=">aaab63icbvbns8naej34wenx1aoxxsj4ssqi6lhoxwmf+wftljvtpf26m4tdjvbk/4ixd4p49q9589+4axpq1gcdj/dmmjkxpojr43nfzsrq2vrgzmnl3d7z3dsvhxw2dziphg2wies1q6pr8bgbhhub7vqhlahavji6zf3weyrnk/jbjfmmjb3epokmmlxy8fg8v654vw8gskz8glsgql1x/ur2e5zjja0tvouo76ummfblobm4dbuzxpsyer1gx9kysttbzhbrljxapu+irnmkdzmpvycmvgo9lqhtlnqm9akxi/95ncxe18gex2lmmgbzrvemieli/jjpc4xmilellclubyvssbvlxsbj2hd8xzexsfoi6ntv//6yursp4ijbmzzagfhwbtw4gzo0gmeqnuev3hzpvdjvzse8dcupzo7gd5zphxtxjzw=</latexit> Sheldon Glashow Steven Weinberg Abdus Salam γ d, s <latexit sha1_base64="ned0stauahsnb1pncjluq+ikhum=">aaab63icbvbns8naej34wenx1aoxxsj4ssqi6lhoxwmf+wftljvtpf26m4tdjvbk/4ixd4p49q9589+4axpq1gcdj/dmmjkxpojr43nfzsrq2vrgzmnl3d7z3dsvhxw2dziphg2wies1q6pr8bgbhhub7vqhlahavji6zf3weyrnk/jbjfmmjb3epokmmlxy8fg8v654vw8gskz8glsgql1x/ur2e5zjja0tvouo76ummfblobm4dbuzxpsyer1gx9kysttbzhbrljxapu+irnmkdzmpvycmvgo9lqhtlnqm9akxi/95ncxe18gex2lmmgbzrvemieli/jjpc4xmilellclubyvssbvlxsbj2hd8xzexsfoi6ntv//6yursp4ijbmzzagfhwbtw4gzo0gmeqnuev3hzpvdjvzse8dcupzo7gd5zphxtxjzw=</latexit> Carlo Rubbia L. Maiani. Fermi a 80 anni dal Nobel u q Unificazione!!! q

20 I mesoni (H. Yukawa) sono particelle elementari? (1949) Entra in funzione il Ciclotrone di Chicago. Produce un fascio di mesoni π per studiarne le reazioni su p ed n Laura Fermi: Enrico was as excited and pleased as a child who has received a new toy long dreamed of and exceeding expectations. He played with the cyclotron at all hours of the day and evening during that summer of Fermi scopre la prima risonanza : uno stato π-n di spin 3/2, in 4 stati di carica, oggi indicato con la lettera Δ con l entrata in funzione di macchine giganti (Cosmotron, Bevatron) negli anni 50 e l uso di nuovi strumenti quali la camera a bolle, Luis Alvarez e il suo gruppo scoprono decine di risonanze, che si disintegrano rapidamente in mesoni e barioni. oggi conosciamo centinaio di risonanze, ogni anno si pubblica un libro con la lista aggiornata a cura del Particle Data Group basato a Berkeley

21 Particelle elementari, ma quali? muone particelle strane Δ ++ (scoperta da Fermi nei primi anni 50)... Sono composte da costituenti piu elementari? la proposta di Fermi&Yang: + = p n Alternativa: democrazia nucleare le particelle sono tutte sullo stesso piano sono le soluzioni di equazioni autoconsistenti Portera alla teoria di Veneziano e poi alla teoria delle stringhe

22 Fermi e Yang (1949): Sakata (1956): un filo diretto da Fermi ai quark Elementari nucleons = baryons = Gell-Mann (1963): quarks = p n p n u d s 1 A 1 A Composti + = p n + = p n; K + = p p =(uud), n =(udd); + =(u d), K + =(u s), : quark (leggeri e pesanti) leptoni Murray Gell-Mann The Standard Model Quarks Leptons Luciano Maiani Sheldon Glashow, John Iliopoulos, Makoto Kobayashi, Toshihide Maskawa

23 L ampiezza dell ereditá di Fermi si scopre nel gergo dei fisici Fermioni: tutte le particelle di spin semi-intero (elettroni, neutrini, leptoni, nucleoni, quark, ) - in alternativa: Bosoni=spin intero Statistica di Fermi: obbedita dai fermioni-in alternativa, Statistica di Bose fermi: unita di misura delle lunghezze nucleari = cm sfera (superficie) di Fermi: spazio delle fasi (bordo dello sdf) occupato dagli elettroni nei metalli a T=0 Pressione di Fermi: forza repulsiva tra elettroni (o neutroni) dovuta alla statistica, contrasta la gravitá e tiene in equilibrio una stella nana bianca o una stella di neutroni Interazione/costante di Fermi: la base della teoria della radioattivitá beta Scala di Fermi: la scala di massa della teoria Standard, determinata dalla costante di Fermi~300 GeV Gauge di Fermi: particolare definizione del potenziale vettore in Elettrodinamica Meccanismo di Fermi: modello di accelerazione dei Raggi Cosmici Coordinate di Fermi: particolare sistema di riferimento in Relativitá Generale FermiLab: il Laboratorio Nazionale di Fisica delle Particelle, USA FermiSat: rivelatore su satellite per l osservazione dei raggi gamma dal Cosmo

24 L.Bonolis 2010 Ritorno alla fisica fondamentale: la scuola di Varenna (1954) Luisa Bonolis. Figure e storie della fisica del Novecento Varenna 1954 Bruno Rossi, Gilberto Bernardini, Enrico Fermi martedì 28 dicembre 2010 E. Fermi, Lectures on Pions and Nucleons B. Rossi, Lectures on Fundamental Particles B. Rossi, Lectures on the Origin of Cosmic rays Roma 12 Mar Luciano MAIANI. FermiLectures 18_2015 "24