Fano, Hugo

Ugo Fano ( italian  Ugo Fano ; 28 iulie 1912 , Torino  - 13 februarie 2001 , Chicago ) este un fizician teoretician american de origine italiană, membru al Academiei Naționale de Științe din SUA (1976). Lucrările științifice ale lui Fano se concentrează pe fizica atomică și nucleară , spectroscopie , biologia radiațiilor și genetică . El deține o serie de realizări majore în domeniul teoriei interacțiunii radiațiilor electromagnetice și a particulelor încărcate cu materia, apariția unor concepte precum rezonanța Fano, efectul Fano, mecanismul Fano-Lichten, factorul Fano este asociat cu numele lui.

Biografie

Hugo Fano s-a născut la Torino într-o familie bogată de evrei . A fost numit după bunicul său care a luptat în Războiul de Unificare a Italiei în armata lui Giuseppe Garibaldi . Tatăl, Gino Fano , a fost profesor de geometrie la Universitatea din Torino . Mama, Rosa Cassin , provenea dintr-o familie de ingineri și era o artistă și muziciană talentată. Fratele lui Hugo, Robert Fano , a devenit mai târziu și un cunoscut om de știință, un expert în domeniul teoriei informațiilor . Hugo era un copil bolnav și a studiat acasă primele trei clase. La vârsta de doisprezece ani, a devenit interesat de ciclism , ceea ce i-a permis să-și îmbunătățească sănătatea. Mai târziu, s-a implicat activ în turism și alpinism , a petrecut mult timp în munții din apropierea vilei ( Vila Fano ), cumpărată de bunicul său cu mulți ani în urmă în vecinătatea Veronei . Din clasa a patra, Hugo a studiat la o școală în care mulți profesori erau preoți. Mediul familial a stimulat interesul pentru știință și tehnologie; de exemplu, la vârsta de 12 ani, a aflat de la tatăl său despre modelul Bohr al atomului [1] . Printre prietenii de școală ai lui Hugo s-a numărat și Salvador Luria , viitorul celebru microbiolog și laureat al Premiului Nobel [2] .

Când Fano studia la Universitatea din Torino, vărul său mai mare Giulio Raca l-a convins să se apuce de fizică și l-a prezentat lui Enrico Persico [2] , sub a cărui îndrumare Hugo și-a susținut teza de doctorat în matematică în 1934 . După aceasta, Persico i-a găsit un loc de muncă în grupul lui Enrico Fermi , iar Fano sa mutat la Roma , unde Edoardo Amaldi a devenit mentorul său direct . În anul următor, Fano a vizitat Göttingen și Copenhaga, unde a întâlnit oameni de știință proeminenți precum Niels Bohr , Arnold Sommerfeld , Edward Teller și Georgy Gamow . În 1936, tânărul fizician a mers la Universitatea din Leipzig timp de doi ani , unde a lucrat sub conducerea lui Werner Heisenberg la câteva întrebări din teoria nucleului atomic. La întoarcere, a lucrat ceva timp la Roma ca profesor, dar persecuția intensificată împotriva evreilor din Italia l-a forțat pe Hugo și pe logodnica sa Camilla (Lilla) Lattes ( Lilla Lattes ) să decidă emigrarea. În februarie 1939, ei au fost botezați și căsătoriți în grabă de un preot catolic, după care Lilla a plecat în Argentina , în timp ce Hugo a plecat mai întâi la Paris și apoi i s-a alăturat. Acolo au putut obține vize americane și au ajuns la New York în iunie 1939 [3] [2] .

În Statele Unite, Fano a lucrat inițial la Institutul de Biofizică din Washington și în curând s-a mutat la laboratorul Cold Spring Harbor al Instituției Carnegie . Hugo sa alăturat grupului lui Milislav Demerets și s-a ocupat în principal de radiobiologie . Interesul său pentru biofizică și genetică datează de la seminarul lui Pascual Jordan la Roma în 1938. Fano a vorbit mult și cu Max Delbrück și, în special, l-a prezentat lui Salvador Luria (au împărțit ulterior Premiul Nobel) [4] [2] . Intrarea Statelor Unite în al Doilea Război Mondial a adus noi schimbări în viața omului de știință. Deoarece soția sa era însărcinată, el a fost eliberat de la draft, dar apoi a plecat să lucreze la Laboratorul de Balistică, situat la Aberdeen Proving Ground din Maryland . Aici Fano s-a ocupat de problemele eficacității armelor și a întocmit instrucțiuni pentru Forțele Aeriene privind alegerea celor mai bune arme pentru scopuri specifice. Curând, soția și fiica nou-născută Mary i s-au alăturat în Aberdeen [5] . În 1945, omul de știință a primit cetățenia americană [6] .

După sfârșitul războiului, Fano a părăsit Cold Spring Harbor timp de un an pentru a lucra la Universitatea Columbia la bazele fizice ale efectelor biologice ale radiațiilor, dar în procesul de lucru a devenit profund interesat de natura proceselor elementare în sine, care apar atunci când atomii și moleculele sunt expuși la radiații. În 1946, a acceptat oferta de a se alătura Biroului Național de Standarde din Washington DC, unde a continuat până în 1966. La câteva luni după mutare, s-a născut a doua sa fiică, Virginia. În 1948, Fano și soția sa s-au întors în Italia pentru prima dată, ulterior și-au vizitat în mod regulat patria. În anii 1950, au fost publicate două cărți de autor: prima, scrisă împreună cu soția sa Lilla, de asemenea fizician de educație și profesor de profesie, a fost dedicată unei expuneri corecte din punct de vedere pedagogic a fundamentelor fizicii atomice; un altul, scris cu Giulio Raca, a prezentat teoria grupurilor pentru momentul unghiular și metodele de utilizare a acestuia în fizica coliziunilor atomice și nucleare. Această monografie a devenit, la rândul său, baza unei cărți publicate în 1996 de Fano și studentul său Ravi Rau despre simetria în fizica cuantică [7] .

În 1966, s-a decis transferul Biroului Național de Standarde la Gaithersburg (Maryland) , dar Fano nu a vrut să se mute acolo și a acceptat o invitație de la Universitatea din Chicago , unde a lucrat până în 2000. În 1972-1974 a condus Facultatea de Fizică, iar în 1982 a primit titlul de profesor onorific ( profesor emerit ). La universitate, a supravegheat un număr mare de studenți și absolvenți, cu mulți dintre care a continuat să coopereze după transferul lor în alte organizații. Fano s-a implicat activ în activități publice: a lucrat ca consultant la Comisia Internațională pentru Unități și Măsurători de Radiații și Consiliul Național pentru Protecția și Măsurări împotriva Radiațiilor , a atras atenția comunității științifice asupra biologiei radiațiilor, necesitatea de a construi surse de radiații sincrotron și de a îmbunătăți calitatea comunicării științifice. Din 1990-1995 a fost redactor asistent al Reviews of Modern Physics [8] . Hugo Fano a murit la Chicago ca urmare a complicațiilor legate de Alzheimer [2] .

Activitate științifică

Prima lucrare importantă a lui Fano, realizată sub conducerea lui Fermi în 1935, a vizat interpretarea formei unor linii spectrale de gaze nobile observate în continuum-ul spectral de către Hans Beutler ( Hans Beutler ) și denumite acum liniile Beutler-Fano. (idei similare au fost exprimate încă din 1931 de Ettore Majorana , care a considerat procesul de dezintegrare neradiativă a excitației cu doi electroni, care duce la ionizarea unui atom ). În 1961, Fano a revenit la problema generală a formei liniilor corespunzătoare excitației stărilor de înaltă energie și a introdus parametrul asimetriei liniilor. Această idee a fost folosită de el doi ani mai târziu pentru a explica liniile spectrale ciudate ale heliului, observate când a fost iradiat cu radiație sincrotron, datorită excitării a doi electroni simultan în stări cvasi-discrete aflate într-un continuum. Ideea rezonanței Fano asimetrice , apărută din cauza interferenței continuumului și a stării discrete, s-a dovedit a fi extrem de fructuoasă nu numai în fizica atomică, ci și în fizica materiei condensate , fizica punctelor cuantice , optică ; un fenomen similar de „ rezonanță a formei ” este cunoscut în fizica nucleară [9] [10] [11] .

Studiul stărilor dublu excitate l-a condus pe Fano la ideea numerelor și coordonatelor cuantice colective (de exemplu, cele hipersferice ), care se dovedesc a fi mai adecvate pentru a descrie sisteme de particule corelate decât coordonatele și numerele cuantice ale electronilor individuali. Dezvoltarea acestei abordări s-a dovedit a fi foarte oportună, deoarece în anii 1960 a început să fie studiată în mod activ regiunea cel mai puțin studiată dintre frecvențele ultraviolete apropiate și razele X, unde cad spectrele atomilor și moleculelor cu excitație multiplicată și procesele de excitare simultană a mai multor electroni dau o imagine calitativ diferită de excitația unui singur electron [12] . Mai târziu, această tehnică a fost aplicată de Fano și colaboratorii săi la analiza efectului câmpurilor electrice și magnetice asupra stărilor Rydberg foarte excitate ale atomilor [13] .

În 1947, Fano a introdus un indicator cunoscut sub numele de factorul Fano ., care determină abaterile de la randamentul mediu de ionizare, care este cauzat în mediu de radiație, iar în 1954, împreună cu L. Spencer ( L. Spencer ), a analizat spectrul energetic la încetinirea electronilor rapizi din mediu. El a stabilit, de asemenea, teorema lui Fano că fluxul particulelor secundare nu depinde de variațiile de densitate ale volumului umplut cu radiație primară. Acest fapt joacă un rol important în dozimetrie și a fost folosit de Biroul Național de Standarde pentru a calcula parametrii de decelerare a particulelor în diverse medii [14] .

În 1957, Fano a adus o contribuție semnificativă la popularizarea conceptului de matrice de densitate și reprezentări operator ( ecuația Liouville ) în fizica atomică și moleculară, demonstrând puterea acestor abordări [15] . În 1965, împreună cu W. Lichten , a dat o explicație a proceselor de tranziție a energiei cinetice a atomilor care se ciocnesc în energia de excitație a electronilor (mecanismul Fano-Lichten). Acest mecanism este de mare importanță pentru teoria transformărilor chimice [16] . În 1969, Fano a prezis polarizarea spin a electronilor emiși de atomi atunci când sunt expuși la lumină polarizată circular . Acest fenomen, numit efect Fano, este utilizat în studiul structurii diferitelor materiale folosind electroni polarizați [13] . Printre domeniile în care s-au implicat Fano și studenții săi în timp ce lucrau la Chicago, se remarcă teoria defectelor cuantice , care a devenit o abordare puternică a analizei spectrelor complexe ca urmare a muncii lor și teoria distribuției unghiulare a electronilor. împrăștiate de diverse obiecte [17] .

Lucrând cu grupul lui Demerez, Fano a studiat efectele razelor X asupra ouălor de muscă de fructe . Influențat de munca lui Delbrück cu bacteriofagi , el a abordat și subiectul, culminând cu descoperirea mutanților E. coli rezistenți la virusuri . Experiența în domeniul radiobiologiei l-a determinat pe Fano să realizeze inadecvarea unei teorii pur statistice a țintelor ( teoria țintei ) de a descrie efectele radiațiilor asupra obiectelor biologice și necesitatea studierii în detaliu a proceselor atomice și moleculare care au loc atunci când o încărcare energetică. particulele intră într-un mediu. Printre rezultatele obținute de oamenii de știință în această direcție se numără elucidarea motivelor pentru care anumite substanțe sunt capabile să crească sau să scadă daunele cauzate de radiații, precum și determinarea timpului necesar celulei pentru a se recupera din deteriorare [18] .

Premii și abonamente

• Premiul Rockefeller pentru serviciul public , 1956 [6]
• Medalia de aur a Departamentului de Comerț pentru servicii excepționale , 1957 [6]
• Premiul Stratton al Biroului Național de Standarde ( Premiul Stratton , 1963) [6]
• Premiul Davisson și Germer (Premiul Davisson-Germer , 1976) [6]
• Premiul Enrico Fermi (1995) [6]
• Doctorat onorific în științe de la Queen's University Belfast (1978) și de la Universitatea Pierre și Marie Curie din Paris (1979) [6]
• Membru străin al Accademia National dei Lincei (1993) și al Societății Regale din Londra (1995), membru al Societății Americane de Fizică (1940) și al Academiei Americane de Arte și Științe (1976) [6]

Publicații

Cărți

• Fano U., Fano L. Fizica de bază a atomilor și moleculelor. — NY: Wiley, 1959.
• Fano U., Racah G. Mulțimi tensoriale ireductibile. — NY: Academic Press, 1959.
• Fano U., Spencer L., Berger M. Transfer of gamma radiation. — M .: Gosatomizdat, 1963.
• Fano U., Fano L. Fizica atomilor și moleculelor: o introducere în structura materiei. - Chicago: Chicago University Press, 1972. Traducere: W. Fano, L. Fano. Fizica atomilor si moleculelor. — M .: Nauka, 1980.
• Fano U., Rau ARP Ciocniri și spectre atomice. — NY: Academic Press, 1986.
• Fano U., Rau ARP Simetrii în fizica cuantică. — NY: Academic Press, 1996.

Articole principale

• Fano U. Sullo spettro di assorbimento dei gas nobili presso il limite dello spettro d'arco  // Nuovo Cimento. - 1935. - Vol. 12. - P. 154-161. - arXiv : cond-mat/0502210 .
• Demerec M., Fano U. Mecanism of the Origin of X-Ray Induced Notch Deficiencies in Drosophila Melanogaster  // PNAS. - 1941. - Vol. 27. - P. 24-31.
• Fano U. Randamentul de ionizare al radiațiilor. II. Fluctuațiile numărului de ioni  // Phys. Rev. - 1947. - Vol. 72. - P. 26-29.
• Spencer LV, Fano U. Spectrul de energie rezultat din încetinirea electronilor  // Phys. Rev. - 1954. - Vol. 93. - P. 1172-1181.
• Fano U. Description of States in Quantum Mechanics by Density Matrix and Operator Techniques  // Rev. Mod. Fiz. - 1957. - Vol. 29. - P. 74-93.
• Fano U. Efectele interacțiunii configurației asupra intensităților și schimbărilor de fază  // Phys. Rev. - 1961. - Vol. 124. - P. 1866-1878.
• Fano U. Extinderea presiunii ca prototip de relaxare  // Phys. Rev. - 1963. - Vol. 131. - P. 259-268.
• Cooper JW, Fano U., Prats F. Clasificarea nivelurilor de excitație cu doi electroni ale heliului  // Phys. Rev. Lett. - 1963. - Vol. 10. - P. 518-521.
• Fano U., Lichten W. Interpretarea coliziunilor Ar+-Ar la 50 KeV  // Phys. Rev. Lett. - 1965. - Vol. 14. - P. 627-629.
• Fano U., Cooper JW Line Profiles in the Far-uv Absorption Spectre of the Rare Gases  // Fizic. Rev. - 1965. - Vol. 137.-P. A1364-A1379.
• Fano U., Cooper JW Distribuția spectrală a puterilor oscilatorului atomic  // Rev. Mod. Fiz. - 1968. - Vol. 40. - P. 441-507. Traducere: W. Fano, J. Cooper. Distribuțiile spectrale ale forțelor oscilatorului în atomi. — M .: Nauka, 1972.
• Fano U. Orientarea în rotație a fotoelectronilor ejectați de lumina polarizată circular  // Phys. Rev. - 1969. - Vol. 178. - P. 131-136.
• Fano U. Teoria defectelor cuantice a decuplării l în H ca exemplu de tratament cu interacțiune canal  // Fiz. Rev. A. - 1970. - Vol. 2. - P. 353-365.
• Chang ES, Fano U. Teoria coliziunilor electron-molecule prin transformări de cadru  // Phys. Rev. A. - 1972. - Vol. 6. - P. 173-185.
• Fano U., Dill D. Transferul de impuls unghiular în teoria distribuțiilor unghiulare  // Phys. Rev. A. - 1972. - Vol. 6. - P. 185-192.
• Fano U., Macek JH Impact Excitation and Polarization of the Emitted Light  // Rev. Mod. Fiz. - 1973. - Vol. 45. - P. 553-573.
• Greene C., Fano U., Strinati G. Forma generală a teoriei defectelor cuantice  // Phys. Rev. A. - 1979. - Vol. 19. - P. 1485-1509.
• Fano U. Corelații a doi electroni excitați  // Rep. Prog. Fiz. - 1983. - Vol. 46. ​​​​- P. 97-165.

Note

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

Literatură

• Khramov Yu. A. Fano Ugo // Fizicieni: Ghid biografic / Ed. A. I. Akhiezer . - Ed. al 2-lea, rev. si suplimentare — M  .: Nauka , 1983. — S. 271. — 400 p. - 200.000 de exemplare.
• Viața științifică a lui Rau ARP Ugo Fano, inclusiv un curriculum vitae și o listă a publicațiilor sale  // Eseuri de fizică. - 2000. - Vol. 13. - P. 158-175.
• Fano U. Amintiri ale unui fizician atomic pentru copiii și nepoții mei  // Eseuri de fizică. - 2000. - Vol. 13. - P. 176-197.
• Clark C. W. Necrolog: Ugo Fano (1912–2001)  // Natura . - 2001. - Vol. 410. - P. 164.
• Berry RS, Inokuti M. Ugo Fano (Necrolog)  // Fizica astăzi . - 2001. - Vol. 54(9). - P. 73-74.
• Bianconi A. Ugo Fano și rezonanțe de formă  // AIP Conference Proceedings. - 2003. - Vol. 652. - P. 13-18. - arXiv : cond-mat/0211452 .
• Inokuti M., Rau ARP Ugo Fano (1912–2001)  // Physica Scripta. - 2003. - Vol. 68.-P. C96-103.
• Vittorini-Orgeas A., Bianconi A. From Majorana Theory of Atomic Autoionization to Feshbach Resonances in High Temperature Superconductors  // Journal of Superconductivity and Novel Magnetism. - 2009. - Vol. 22. - P. 215-221. - arXiv : 0812.1551 .
• Berry RS, Inokuti M., Rau ARP Ugo Fano  // Memorii biografice ale Academiei Naționale de Științe. - 2009. - P. 1-22.
• Berry RS, Inokuti M., Rau ARP Ugo Fano. 28 iulie 1912 - 13 februarie 2001  // Memorii biografice ale colegilor Societății Regale. - 2012. - Vol. 58. - P. 55-66.

Site-uri tematice	Genealogie matematică Scopus zbMATH Deschide
Dicționare și enciclopedii	mare danez Mare catalană Britannica (online)
În cataloagele bibliografice BIBSYS: 90257489 BNF : 122793247 CiNii : DA00871570 GND : 1089115733 ICCU : MILV049242 ISNI : 0000 0001 1756 6770 J9U : 987007277246805171 LCCN : n83826663 NKC : xx0048037 NTA : 114617163 NUKAT : n96024508 LIBRIS : xv8bbctg17qvf4q SUDOC : 031611958 VIAF : 32058165 WorldCat VIAF : 32058165