Fano, Hugo

Hugo Fano
Ugo Fano
Födelsedatum 28 juli 1912( 28-07-1912 )
Födelseort Turin
Dödsdatum 13 februari 2001 (88 år)( 2001-02-13 )
En plats för döden Chicago
Land  Italien , USA
 
Vetenskaplig sfär fysik
biofysik
Arbetsplats University of Rome University of
Leipzig
Carnegie Institution
National Bureau of Standards University of
Chicago
Alma mater Universitetet i Turin
vetenskaplig rådgivare Enrico Persico
Enrico Fermi
Edoardo Amaldi
Känd som författare till konceptet Fano-resonans , Fano-effekten, Fano-Lichten-mekanismen
Utmärkelser och priser Enrico Fermi-priset ( 1995 , 1995 ) medlem av American Physical Society [d] Davisson–Germer-priset i atom- eller ytfysik [d] ( 1976 ) utländsk medlem av Royal Society of London ( 9 mars 1995 )
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Ugo Fano ( italienska  Ugo Fano ; 28 juli 1912 , Turin  - 13 februari 2001 , Chicago ) är en amerikansk teoretisk fysiker av italienskt ursprung, medlem av US National Academy of Sciences (1976). Fanos vetenskapliga arbete fokuserar på atom- och kärnfysik , spektroskopi , strålningsbiologi och genetik . Han äger ett antal stora landvinningar inom teorin om interaktion mellan elektromagnetisk strålning och laddade partiklar med materia, uppkomsten av sådana begrepp som Fano-resonansen , Fano-effekten, Fano-Lichten-mekanismen, Fano-faktorn är förknippad med hans namn.

Biografi

Hugo Fano föddes i Turin i en rik judisk familj. Han fick sitt namn efter sin farfar som kämpade i det italienska föreningskriget i Giuseppe Garibaldis armé . Far, Gino Fano , var professor i geometri vid universitetet i Turin . Mamma, Rosa Cassin , kom från en familj av ingenjörer och var en begåvad artist och musiker. Hugos bror, Robert Fano , blev senare också en välkänd vetenskapsman, expert inom området informationsteori . Hugo var ett sjukligt barn och studerade hemma i de tre första klasserna. Vid tolv års ålder blev han intresserad av cykling , vilket gjorde att han kunde förbättra sin hälsa. Senare var han aktivt engagerad i turism och bergsklättring , tillbringade mycket tid i bergen nära villan ( Villa Fano ), köpt av sin farfar för många år sedan i närheten av Verona . Från fjärde klass studerade Hugo på en skola där många lärare var präster. Familjemiljön främjade ett intresse för vetenskap och teknik; till exempel, vid 12 års ålder, lärde han sig av sin far om Bohr-modellen av atomen [1] . Bland Hugos skolkamrater fanns Salvador Luria , den blivande berömda mikrobiologen och Nobelpristagaren [2] .

När Fano studerade vid universitetet i Turin, övertygade hans äldre kusin Giulio Raca honom att ta upp fysik och introducerade honom för Enrico Persico [2] , under vars ledning Hugo försvarade sin doktorsavhandling i matematik 1934 . Efter detta fick Persico honom ett jobb med Enrico Fermis grupp , och Fano flyttade till Rom , där Edoardo Amaldi blev hans direkta mentor . Året därpå besökte Fano Göttingen och Köpenhamn, där han träffade så framstående vetenskapsmän som Niels Bohr , Arnold Sommerfeld , Edward Teller och Georgy Gamow . År 1936 gick den unge fysikern till universitetet i Leipzig i två år , där han arbetade under Werner Heisenberg med några frågor i teorin om atomkärnan. Vid återkomsten arbetade han en tid i Rom som lärare, men den intensifierade förföljelsen mot judarna i Italien tvingade Hugo och hans fästmö Camilla (Lilla) Lattes ( Lilla Lattes ) att besluta om emigration. I februari 1939 blev de hastigt döpta och gifta av en katolsk präst, varefter Lilla åkte till Argentina , medan Hugo först åkte till Paris och sedan följde med henne. Där kunde de få amerikanska visum och anlände till New York i juni 1939 [3] [2] .

I USA arbetade Fano till en början på Washington Biophysics Institute och flyttade snart till Carnegie Institutions Cold Spring Harbor -laboratorium . Hugo gick med i Milislav Demerets grupp och var huvudsakligen engagerad i radiobiologi . Hans intresse för biofysik och genetik går tillbaka till Pascual Jordans seminarium i Rom 1938. Fano pratade också mycket med Max Delbrück och introducerade honom särskilt för Salvador Luria (de delade senare på Nobelpriset) [4] [2] . Förenta staternas inträde i andra världskriget medförde nya förändringar i forskarens liv. Eftersom hans fru var gravid släpptes han från draften, men gick sedan till jobbet på Ballistics Laboratory, som ligger vid Aberdeen Proving Ground i Maryland . Här behandlade Fano problemen med vapens effektivitet och utarbetade instruktioner för flygvapnet om att välja de bästa vapnen för specifika ändamål. Snart anslöt sig hans fru och nyfödda dotter Mary till honom i Aberdeen [5] . 1945 fick vetenskapsmannen amerikanskt medborgarskap [6] .

Efter krigets slut lämnade Fano Cold Spring Harbor i ett år för att arbeta vid Columbia University med de fysiska grunderna för de biologiska effekterna av strålning, men under arbetets gång blev han djupt intresserad av de elementära processernas natur. uppstår när atomer och molekyler utsätts för strålning. 1946 accepterade han ett erbjudande att gå med i National Bureau of Standards i Washington DC, där han fortsatte till 1966. Några månader efter flytten föddes hans andra dotter, Virginia. 1948 återvände Fano och hans fru till Italien för första gången, därefter besökte de regelbundet sitt hemland. På 1950-talet utkom två böcker av hans författarskap: den första, skriven tillsammans med hustrun Lilla, tillika fysiker till utbildning och lärare till yrket, ägnades åt en pedagogiskt korrekt framställning av atomfysikens grunder; en annan, skriven med Giulio Raca, presenterade gruppteori för vinkelmomentum och metoder för att använda den i fysiken för atom- och kärnkraftskollisioner. Denna monografi blev i sin tur grunden för en bok publicerad 1996 av Fano och hans elev Ravi Rau om symmetri i kvantfysik [7] .

1966 beslutades det att överföra National Bureau of Standards till Gaithersburg (Maryland) , men Fano ville inte flytta dit och accepterade en inbjudan från University of Chicago , där han arbetade fram till 2000. 1972-1974 ledde han Fysiska fakulteten och fick 1982 titeln hedersprofessor ( professor emeritus ). Vid universitetet handlede han ett stort antal studenter och doktorander, av vilka han fortsatte att samarbeta efter deras övergång till andra organisationer. Fano var aktivt involverad i offentlig verksamhet: han arbetade som konsult för Internationella kommissionen för strålningsenheter och mätningar och det nationella rådet för strålskydd och mätningar , uppmärksammade forskarvärlden på strålningsbiologi, behovet av att bygga synkrotronstrålningskällor och förbättra kvaliteten på den vetenskapliga kommunikationen. Från 1990-1995 tjänstgjorde han som assisterande redaktör för Recensioner av Modern Fysik [8] . Hugo Fano dog i Chicago som ett resultat av komplikationer relaterade till Alzheimers [2] .

Vetenskaplig verksamhet

Fanos första viktiga arbete, utfört under ledning av Fermi 1935, gällde tolkningen av formen på några spektrala linjer av ädelgaser observerade i det spektrala kontinuumet av Hans Beutler ( Hans Beutler ) och nu kallade Beutler-Fano-linjerna (Liknande idéer uttrycktes redan 1931 av Ettore Majorana , som övervägde processen med icke-strålningsförfall av en tvåelektronexcitation, vilket leder till jonisering av en atom ). 1961 återvände Fano till det allmänna problemet med formen på linjer som motsvarar exciteringen av högenergitillstånd och introducerade linjeasymmetriparametern. Denna idé användes av honom två år senare för att förklara heliums märkliga spektrallinjer, som observerades när det bestrålades med synkrotronstrålning, på grund av exciteringen av två elektroner samtidigt till kvasi-diskreta tillstånd som ligger i ett kontinuum. Idén om asymmetrisk Fano-resonans , som uppstod på grund av interferensen av kontinuumet och det diskreta tillståndet, visade sig vara extremt fruktbar inte bara i atomfysik, utan också i fysik av kondenserad materia , kvantpunktsfysik , optik ; ett liknande fenomen med " formresonans " är känt inom kärnfysik [9] [10] [11] .

Studiet av dubbelt exciterade tillstånd ledde Fano till idén om kollektiva kvanttal och koordinater (till exempel hypersfäriska ), som visar sig vara mer adekvata för att beskriva system av korrelerade partiklar än koordinaterna och kvantantal individuella elektroner. Utvecklingen av detta tillvägagångssätt visade sig vara mycket lägligt, eftersom det var på 1960-talet som det minst studerade området mellan de nära ultravioletta och röntgenfrekvenserna började studeras aktivt, där spektra av multiplicerat exciterade atomer och molekyler faller, och processerna med samtidig excitation av flera elektroner ger en kvalitativt annorlunda bild än exciteringen av endast en elektron [12] . Senare användes denna teknik av Fano och hans medarbetare för att analysera effekten av elektriska och magnetiska fält på mycket exciterade Rydberg-tillstånd av atomer [13] .

1947 introducerade Fano en indikator som kallas Fano-faktorn ., som bestämmer avvikelserna från den genomsnittliga joniseringseffektiviteten, som orsakas i mediet av strålning, och analyserade 1954, tillsammans med L. Spencer ( L. Spencer ), energispektrat vid bromsning av snabba elektroner i mediet. Han etablerade också Fanos teorem att flödet av sekundära partiklar inte beror på densitetsvariationer i volymen fylld med primär strålning. Detta faktum spelar en viktig roll i dosimetri och har använts av National Bureau of Standards för att beräkna partikelretardationsparametrar i olika medier [14] .

1957 gjorde Fano ett betydande bidrag till populariseringen av begreppet densitetsmatriser och operatorrepresentationer ( Liouvilles ekvation ) inom atom- och molekylfysik, vilket visar kraften i dessa tillvägagångssätt [15] . År 1965, tillsammans med W. Lichten , gav han en förklaring av processerna för övergången av den kinetiska energin hos kolliderande atomer till excitationsenergin hos elektroner (Fano-Lichten-mekanismen). Denna mekanism är av stor betydelse för teorin om kemiska omvandlingar [16] . 1969 förutspådde Fano spinpolarisationen av elektroner som emitteras av atomer när de exponeras för cirkulärt polariserat ljus . Detta fenomen, som kallas Fano-effekten, används i studien av strukturen hos olika material med hjälp av polariserade elektroner [13] . Bland de områden som Fano och hans elever var engagerade i när de arbetade i Chicago, sticker kvantdefektteorin ut , som blev ett kraftfullt tillvägagångssätt för analys av komplexa spektra som ett resultat av deras arbete, och teorin om vinkelfördelningen av elektroner utspridda av olika föremål [17] .

I samarbete med Demerez grupp studerade Fano effekterna av röntgenstrålar på flugfruktflugaägg . Influerad av Delbrücks arbete med bakteriofager tog han också upp ämnet, vilket kulminerade i upptäckten av virusresistenta E. coli -mutanter . Erfarenhet inom radiobiologin ledde till att Fano insåg otillräckligheten hos en rent statistisk teori om mål ( målteori ) för att beskriva effekterna av strålning på biologiska objekt och behovet av att i detalj studera de atomära och molekylära processer som uppstår när en energiladdad partikel kommer in i ett medium. Bland de resultat som erhållits av forskare i denna riktning är klarläggandet av orsakerna till att vissa ämnen kan öka eller minska strålningsskador, och bestämningen av den tid som krävs för cellen att återhämta sig från skadan [18] .

Utmärkelser och medlemskap

Publikationer

Böcker

Huvudartiklar

Anteckningar

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

Litteratur

  Gå till Wikidata-objektet  Tematiska platser
Ordböcker och uppslagsverk