Fano, Hugo

Hugo Fano
Ugo Fano
Fødselsdato 28. juli 1912( 28-07-1912 )
Fødselssted Torino
Dødsdato 13. februar 2001 (88 år)( 2001-02-13 )
Et dødssted Chicago
Land  Italien , USA
 
Videnskabelig sfære fysik
biofysik
Arbejdsplads University of Rome University of
Leipzig
Carnegie Institution
National Bureau of Standards University of
Chicago
Alma Mater Universitetet i Torino
videnskabelig rådgiver Enrico Persico
Enrico Fermi
Edoardo Amaldi
Kendt som forfatter til konceptet Fano-resonans , Fano-effekten, Fano-Lichten-mekanismen
Præmier og præmier Enrico Fermi-prisen ( 1995 , 1995 ) medlem af American Physical Society [d] Davisson-Germer-prisen i atom- eller overfladefysik [d] ( 1976 ) udenlandsk medlem af Royal Society of London ( 9. marts 1995 )
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Ugo Fano ( italiensk  Ugo Fano ; 28. juli 1912 , Torino  - 13. februar 2001 , Chicago ) er en amerikansk teoretisk fysiker af italiensk oprindelse, medlem af US National Academy of Sciences (1976). Fanos videnskabelige arbejde fokuserer på atom- og kernefysik , spektroskopi , strålingsbiologi og genetik . Han ejer en række store resultater inden for teorien om interaktion mellem elektromagnetisk stråling og ladede partikler med stof, fremkomsten af ​​sådanne begreber som Fano-resonansen , Fano-effekten, Fano-Lichten-mekanismen, Fano-faktoren er forbundet med hans navn.

Biografi

Hugo Fano blev født i Torino af en velhavende jødisk familie. Han blev opkaldt efter sin bedstefar, der kæmpede i den italienske foreningskrig i Giuseppe Garibaldis hær . Far, Gino Fano , var professor i geometri ved Universitetet i Torino . Mor, Rosa Cassin , kom fra en familie af ingeniører og var en talentfuld kunstner og musiker. Hugos bror, Robert Fano , blev senere også en kendt videnskabsmand, ekspert inden for informationsteori . Hugo var et sygeligt barn og studerede hjemme i de første tre klasser. I en alder af tolv blev han interesseret i cykling , hvilket gjorde det muligt for ham at forbedre sit helbred. Senere var han aktivt engageret i turisme og bjergbestigning , tilbragte meget tid i bjergene i nærheden af ​​villaen ( Villa Fano ), købt af sin bedstefar for mange år siden i nærheden af ​​Verona . Fra fjerde klasse studerede Hugo på en skole, hvor mange lærere var præster. Familiemiljøet fremmede interessen for videnskab og teknologi; for eksempel lærte han i en alder af 12 af sin far om Bohr-modellen af ​​atomet [1] . Blandt Hugos skolevenner var Salvador Luria , den kommende berømte mikrobiolog og nobelpristager [2] .

Da Fano studerede ved universitetet i Torino, overbeviste hans ældre fætter Giulio Raca ham om at tage fysik og introducerede ham for Enrico Persico 2] , under hvis vejledning Hugo forsvarede sin doktorafhandling i matematik i 1934 . Efter dette fik Persico ham et job hos Enrico Fermis gruppe , og Fano flyttede til Rom , hvor Edoardo Amaldi blev hans direkte mentor . Året efter besøgte Fano Göttingen og København, hvor han mødte så fremtrædende videnskabsmænd som Niels Bohr , Arnold Sommerfeld , Edward Teller og Georgy Gamow . I 1936 gik den unge fysiker til universitetet i Leipzig i to år , hvor han arbejdede under Werner Heisenberg på nogle spørgsmål i teorien om atomkernen. Ved hjemkomsten arbejdede han i nogen tid i Rom som lærer, men den intensiverede forfølgelse af jøderne i Italien tvang Hugo og hans forlovede Camilla (Lilla) Lattes ( Lilla Lattes ) til at beslutte sig for emigration. I februar 1939 blev de hastigt døbt og gift af en katolsk præst, hvorefter Lilla tog til Argentina , mens Hugo først tog til Paris og derefter sluttede sig til hende. Der var de i stand til at få amerikanske visa og ankom til New York i juni 1939 [3] [2] .

I USA arbejdede Fano oprindeligt på Washington Biophysics Institute og flyttede snart til Carnegie Institution 's Cold Spring Harbor -laboratorium . Hugo sluttede sig til gruppen af ​​Milislav Demerets og var hovedsageligt engageret i radiobiologi . Hans interesse for biofysik og genetik går tilbage til Pascual Jordans seminar i Rom i 1938. Fano talte også meget med Max Delbrück og introducerede ham især for Salvador Luria (de delte senere Nobelprisen) [4] [2] . USA's indtræden i Anden Verdenskrig bragte nye ændringer i videnskabsmandens liv. Fordi hans kone var gravid, blev han løsladt fra udkastet, men gik derefter på arbejde på Ballistics Laboratory, som ligger ved Aberdeen Proving Ground i Maryland . Her beskæftigede Fano sig med problemerne med våbens effektivitet og udarbejdede instruktioner til flyvevåbnet om at vælge de bedste våben til specifikke formål. Snart sluttede hans kone og nyfødte datter Mary sig til Aberdeen [5] . I 1945 modtog videnskabsmanden amerikansk statsborgerskab [6] .

Efter krigens afslutning forlod Fano Cold Spring Harbor i et år for at arbejde på Columbia University med det fysiske grundlag for de biologiske virkninger af stråling, men under arbejdet blev han dybt interesseret i karakteren af ​​selve de elementære processer, som opstår, når atomer og molekyler udsættes for stråling. I 1946 accepterede han et tilbud om at blive medlem af National Bureau of Standards i Washington DC, hvor han fortsatte indtil 1966. Få måneder efter flytningen blev hans anden datter, Virginia, født. I 1948 vendte Fano og hans kone tilbage til Italien for første gang, efterfølgende besøgte de regelmæssigt deres hjemland. I 1950'erne udkom to bøger af hans forfatterskab: den første, skrevet i fællesskab med hans hustru Lilla, ligeledes fysiker af uddannelse og lærer af profession, var helliget en pædagogisk korrekt fremstilling af atomfysikkens grundlag; en anden, skrevet med Giulio Raca, præsenterede gruppeteori for vinkelmomentum og metoder til at bruge den i fysikken om atom- og nukleare kollisioner. Denne monografi blev til gengæld grundlaget for en bog udgivet i 1996 af Fano og hans elev Ravi Rau om symmetri i kvantefysik [7] .

I 1966 blev det besluttet at overføre National Bureau of Standards til Gaithersburg (Maryland) , men Fano ønskede ikke at flytte dertil og accepterede en invitation fra University of Chicago , hvor han arbejdede indtil 2000. I 1972-1974 ledede han Det Fysiske Fakultet, og modtog i 1982 titlen som æresprofessor ( professor emeritus ). På universitetet vejledte han et stort antal studerende og kandidatstuderende, hvoraf han fortsatte med at samarbejde efter deres overførsel til andre organisationer. Fano var aktivt involveret i offentlige aktiviteter: han arbejdede som konsulent for Den Internationale Kommission for Strålingsenheder og -målinger og National Council on Radiation Protection and Measurements , henledte det videnskabelige samfunds opmærksomhed på strålingsbiologi, behov for at bygge synkrotronstrålingskilder og forbedre kvaliteten af ​​videnskabelig kommunikation. Fra 1990-1995 fungerede han som assisterende redaktør af Reviews of Modern Physics [8] . Hugo Fano døde i Chicago som følge af komplikationer relateret til Alzheimers [2] .

Videnskabelig aktivitet

Det første vigtige arbejde af Fano, udført under ledelse af Fermi i 1935, vedrørte fortolkningen af ​​formen af ​​nogle spektrallinjer af ædelgasser observeret i det spektrale kontinuum af Hans Beutler ( Hans Beutler ) og nu kaldet Beutler-Fano-linjerne (lignende ideer blev udtrykt tilbage i 1931 af Ettore Majorana , der betragtede processen med ikke-strålende henfald af en to-elektron excitation, der førte til ionisering af et atom ). I 1961 vendte Fano tilbage til det generelle problem med formen af ​​linjer svarende til excitation af højenergitilstande og introducerede linjeasymmetriparameteren. Denne idé blev brugt af ham to år senere til at forklare heliums mærkelige spektrallinjer, observeret, når det blev bestrålet med synkrotronstråling, på grund af excitationen af ​​to elektroner på én gang til kvasi-diskrete tilstande, der ligger i et kontinuum. Ideen om asymmetrisk Fano-resonans , der opstod på grund af interferensen af ​​kontinuum og den diskrete tilstand, viste sig at være ekstremt frugtbar ikke kun i atomfysik, men også i kondenseret stoffysik, kvantepunktfysik , optik ; et lignende fænomen med " formresonans " er kendt i kernefysik [9] [10] [11] .

Studiet af dobbelt exciterede tilstande førte Fano til ideen om kollektive kvantetal og koordinater (for eksempel hypersfæriske ), som viser sig at være mere passende til at beskrive systemer af korrelerede partikler end koordinaterne og kvantenumrene for individuelle elektroner. Udviklingen af ​​denne tilgang viste sig at være meget rettidig, da det var i 1960'erne, at det mindst undersøgte område mellem de nære ultraviolette og røntgenfrekvenser begyndte at blive aktivt undersøgt, hvor spektrene af multiple exciterede atomer og molekyler falder, og processerne med samtidig excitation af flere elektroner giver et kvalitativt anderledes billede end excitationen af ​​kun én elektron [12] . Senere blev denne teknik anvendt af Fano og hans samarbejdspartnere til analysen af ​​virkningen af ​​elektriske og magnetiske felter på stærkt ophidsede Rydberg-tilstande af atomer [13] .

I 1947 introducerede Fano en indikator kendt som Fano-faktoren ., som bestemmer afvigelserne fra den gennemsnitlige ioniseringseffektivitet, som forårsages i mediet af stråling, og analyserede i 1954 sammen med L. Spencer ( L. Spencer ) energispektret, når man bremsede hurtige elektroner i mediet. Han etablerede også Fanos sætning om, at fluxen af ​​sekundære partikler ikke afhænger af tæthedsvariationer i volumenet fyldt med primær stråling. Dette faktum spiller en vigtig rolle i dosimetri og er blevet brugt af National Bureau of Standards til at beregne partikeldecelerationsparametre i forskellige medier [14] .

I 1957 ydede Fano et væsentligt bidrag til populariseringen af ​​begrebet tæthedsmatricer og operatorrepræsentationer ( Liouville-ligning ) i atom- og molekylfysik, hvilket demonstrerede styrken af ​​disse tilgange [15] . I 1965 gav han sammen med W. Lichten en forklaring på overgangsprocesserne af den kinetiske energi fra kolliderende atomer til elektronernes excitationsenergi (Fano-Lichten-mekanismen). Denne mekanisme er af stor betydning for teorien om kemiske transformationer [16] . I 1969 forudsagde Fano spinpolariseringen af ​​elektroner udsendt af atomer, når de blev udsat for cirkulært polariseret lys . Dette fænomen, kaldet Fano-effekten, bruges til at studere strukturen af ​​forskellige materialer ved hjælp af polariserede elektroner [13] . Blandt de områder, som Fano og hans elever var engageret i, mens de arbejdede i Chicago, skiller kvantefejlteorien sig ud , som blev en kraftfuld tilgang til analysen af ​​komplekse spektre som et resultat af deres arbejde, og teorien om vinkelfordelingen af ​​elektroner spredt af forskellige genstande [17] .

I samarbejde med Demerez' gruppe undersøgte Fano virkningerne af røntgenstråler på fluefrugtflueæg . Påvirket af Delbrücks arbejde med bakteriofager tog han også emnet op, hvilket kulminerede med opdagelsen af ​​virus-resistente E. coli -mutanter . Erfaring inden for radiobiologi førte Fano til at indse utilstrækkeligheden af ​​en rent statistisk teori om mål ( målteori ) til at beskrive virkningerne af stråling på biologiske objekter og behovet for at studere detaljeret de atomare og molekylære processer, der opstår, når en energetisk ladet partikel kommer ind i et medium. Blandt resultaterne opnået af videnskabsmænd i denne retning er belysningen af ​​årsagerne til, at visse stoffer er i stand til at øge eller mindske strålingsskader, og bestemmelsen af ​​den tid, det tager for cellen at komme sig efter skaden [18] .

Priser og medlemskaber

Publikationer

Bøger

Hovedartikler

Noter

  1. ↑ Berry, Inokuti og Rau, 2009 , pp. 3-5.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 Berry og Inokuti, 2001 .
  3. ↑ Berry, Inokuti og Rau, 2009 , pp. 5, 7.
  4. ↑ Berry, Inokuti og Rau, 2009 , pp. 7-8.
  5. ↑ Berry, Inokuti og Rau, 2009 , s. otte.
  6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Inokuti og Rau, 2003 , s. C98.
  7. ↑ Berry, Inokuti og Rau, 2009 , pp. 8-9.
  8. ↑ Berry, Inokuti og Rau, 2009 , pp. 13-18.
  9. ↑ Berry, Inokuti og Rau, 2009 , pp. 6, 11.
  10. ↑ Vittorini-Orgeas og Bianconi, 2009 .
  11. ↑ Bianconi, 2003 .
  12. ↑ Berry, Inokuti og Rau, 2009 , s. 12.
  13. ↑ 12 Inokuti og Rau, 2003 , s. C97.
  14. ↑ Berry, Inokuti og Rau, 2009 , s. ti.
  15. ↑ Berry, Inokuti og Rau, 2009 , pp. 10-11.
  16. ↑ Berry, Inokuti og Rau, 2009 , s. 13.
  17. ↑ Berry, Inokuti og Rau, 2009 , pp. 15-16.
  18. ↑ Berry, Inokuti og Rau, 2009 , pp. 7-8, 10.

Litteratur

  Gå til Wikidata-elementet  Tematiske steder
Ordbøger og encyklopædier