Enrico Fermi

1. Einleitung

Fermis Leben war auch eine Geschichte von Exil und Gewissen. Er war ein Italiener, der 1938 sein Land verließ, als die Rassengesetze des faschistischen Regimes seine jüdische Frau Laura bedrohten, und er lebte nie wieder in Italien. Er wurde amerikanischer Staatsbürger, er arbeitete an der Waffe, die den Zweiten Weltkrieg beendete, und er verbrachte die letzten Jahre seines Lebens damit, sich Sorgen darüber zu machen, was diese Waffe für die Welt bedeutete.

Er starb 1954 im Alter von dreiundfünfzig Jahren an Magenkrebs und wurde als Wissenschaftler, Lehrer und Mann von außerordentlicher Bescheidenheit und Charme betrauert. Dieser Artikel erzählt die Geschichte seines Lebens, seiner Entdeckungen, seines Anteils am Manhattan-Projekt und seines Vermächtnisses — und er fragt, was es bedeutete, der Mann zu sein, der mehr als jeder andere das Atomzeitalter eröffnete.

Enrico Fermi (1901–1954) war einer der größten Physiker des zwanzigsten Jahrhunderts und der einzige, der als Theoretiker und als Experimentator gleichermaßen groß war. 1926 entwickelte er die Statistik, die das Verhalten der Teilchen beschreibt, aus denen die Materie besteht. In den 1930er-Jahren entdeckte er, dass langsame Neutronen Atomkerne spalten konnten, eine Entdeckung, die innerhalb weniger Jahre zur Kernspaltung und zur Atombombe führte. 1942 baute er in einem umgebauten Squash-Court unter den Tribünen des Fußballstadions der Universität Chicago den Chicago Pile-1, den ersten Kernreaktor, und erzielte die erste kontrollierte, sich selbst erhaltende nukleare Kettenreaktion der Geschichte. Dann half er in Los Alamos beim Bau der Atombombe, und nach dem Krieg wurde er einer der Begründer der modernen Teilchenphysik.

2. Wichtige Fakten

Vollständiger Name	Enrico Fermi
Geboren	29. September 1901, Rom, Italien
Gestorben	28. November 1954, Chicago, Illinois, USA (Magenkrebs)
Fachgebiete	Theoretische und experimentelle Physik; Kernphysik; Teilchenphysik
Bekannt für	Fermi-Dirac-Statistik; langsame Neutronen; Chicago Pile-1; die erste nukleare Kettenreaktion
Nobelpreis	Nobelpreis für Physik, 1938
Wichtigste Stationen	Universität Rom (1927–1938); Columbia University (1939–1942); University of Chicago (1942–1954); Los Alamos (1944–1945)
Familie	Ehefrau Laura Capon Fermi (verheiratet 1928); Kinder Nella und Giulio
Nach ihm benannt	Element 100, Fermium; Fermi National Accelerator Laboratory; das Fermi-Paradoxon

3. Jugend und Ausbildung

Eine römische Kindheit

Enrico Fermi wurde am 29. September 1901 in Rom als drittes Kind von Alberto Fermi, einem Beamten im Eisenbahnministerium, und Ida de Gattis, einer Lehrerin, geboren. Er war ein ruhiger, ernster Junge und zeigte von klein auf ein außerordentliches Talent für Mathematik und Physik.

Sein älterer Bruder Giulio, dem er sehr nahe stand, starb 1915 während einer Operation wegen eines Rachenabszesses, und der Verlust traf Fermi tief: Er stürzte sich in sein Studium und wurde nach den Worten eines Freundes „ein Junge, der beschlossen hatte, ein Mann zu sein“.

Er brachte sich Physik aus den Büchern in der Bibliothek seines Vaters selbst bei, er baute elektrische Geräte in seinem Schlafzimmer, und als er vierzehn war, las er die Werke der großen Physiker in ihren Originalsprachen. Er war kein Wunderkind im üblichen Sinne — er war nicht berühmt, und er wurde nicht von ehrgeizigen Eltern angetrieben — doch er war ein Junge von ungewöhnlicher Konzentration und Klarheit des Geistes, und seine Lehrer erkannten früh, dass er anders war als jeder Schüler, den sie je gehabt hatten.

Pisa und die Via-Panisperna-Jungen

1918 gewann Fermi einen Platz an der Scuola Normale Superiore in Pisa, Italiens renommiertester Universität, wo er Physik studierte und 1922 mit einer Arbeit über Röntgenstrahlen abschloss. Er verbrachte ein Jahr in Deutschland, arbeitete mit Max Born in Göttingen, und kehrte dann nach Italien zurück, wo er 1927 im Alter von sechsundzwanzig Jahren Professor für theoretische Physik an der Universität Rom wurde.

Er sammelte eine Gruppe junger Physiker um sich — Edoardo Amaldi, Franco Rasetti, Emilio Segrè, Bruno Pontecorvo und andere —, die in einem kleinen Labor in der Via Panisperna, einer engen Straße im Zentrum Roms, arbeiteten. Die Gruppe, die sich selbst die „Via-Panisperna-Jungen“ nannte, wurde eines der produktivsten Teams in der Geschichte der Physik, und ihre Arbeit in den 1930er-Jahren veränderte das Verständnis des Atomkerns.

Fermi war ihr Anführer, und er war nach allen Berichten ein bemerkenswerter: Er verband die Klarheit eines Theoretikers mit den Händen eines Experimentators, er erklärte schwierige Ideen mit einer Einfachheit, die seine Studenten nie vergaßen, und er schuf eine Atmosphäre, in der junge Männer große Arbeit leisten konnten.

Fermi-Dirac-Statistik

Fermis erster großer Beitrag zur Physik kam 1926, als er die Statistik entwickelte, die Teilchen mit halbzahligem Spin beschreibt — die Teilchen wie Elektronen, Protonen und Neutronen, aus denen die Materie besteht. Die Arbeit wurde unabhängig vom britischen Physiker Paul Dirac geleistet, und die Statistik ist heute als Fermi-Dirac-Statistik bekannt.

Die Idee war einfach in ihrer Formulierung und tiefgreifend in ihren Folgen: Teilchen dieser Art gehorchen dem Pauli-Prinzip, das besagt, dass keine zwei von ihnen denselben Quantenzustand einnehmen können, und es ist dieses Prinzip mehr als jedes andere, das erklärt, warum Materie stabil ist, warum Atome ihre Struktur haben und warum die Welt fest ist, statt in einen Punkt zusammenzufallen.

Fermi war fünfundzwanzig, als er die Arbeit veröffentlichte, und sie etablierte ihn über Nacht als einen der führenden theoretischen Physiker der Welt. Es war die erste seiner großen Entdeckungen, und sie wurde mit Papier und Bleistift gemacht, nicht mit Maschinen — eine Erinnerung daran, dass Fermis Genie ebenso eine Sache des Denkens wie des Experiments war.

4. Eintritt und Aufstieg

Langsame Neutronen und die neue Physik

1932 wurde das Neutron von James Chadwick in England entdeckt, und Fermi erkannte sofort seine Bedeutung. Das Neutron, das keine elektrische Ladung hat, konnte in einen Atomkern eindringen, ohne von der positiven Ladung der Protonen abgestoßen zu werden, und Fermi erkannte, dass es zur Erzeugung neuer, schwererer Elemente verwendet werden konnte.

1934 begannen er und seine Via-Panisperna-Gruppe eine systematische Studie der Neutronenbestrahlung und bestrahlten fast jedes Element des Periodensystems mit Neutronen aus einer kleinen Radon- und Berylliumquelle. Die Ergebnisse waren verblüffend: In vielen Fällen erzeugte die Bestrahlung radioaktive Isotope, und Fermi glaubte — fälschlich, wie sich herausstellte —, dass er Elemente geschaffen hatte, die schwerer waren als Uran, die sogenannten Transurane.

Die Arbeit war brillant, und sie war in ihrer Deutung falsch, doch sie war auf eine Weise falsch, die die Welt veränderte: Sie veranlasste andere Physiker, vor allem Otto Hahn und Fritz Strassmann in Deutschland, die Experimente zu wiederholen und im Dezember 1938 zu entdecken, dass der Urankern das Neutron nicht absorbiert, sondern sich in zwei Teile gespalten hatte.

Die Entdeckung war die Kernspaltung, und Fermis Experimente hatten sie möglich gemacht.

Der Weg zur Spaltung

Fermis wichtigste Entdeckung in den 1930er-Jahren war die Entdeckung der langsamen Neutronen. Im Oktober 1934 fand er bei der Arbeit mit einer Neutronenquelle heraus, dass Neutronen, die durch das Passieren von Paraffinwachs oder Wasser verlangsamt worden waren, weit wirksamer bei der Erzeugung von Kernreaktionen waren als schnelle Neutronen.

Die Entdeckung wurde nach Fermis eigener Darstellung fast zufällig gemacht: Er hatte beabsichtigt, einen Bleikeil zur Abschirmung des Experiments zu verwenden, und entschied sich im letzten Moment, stattdessen Paraffin zu verwenden. Das Ergebnis war ein dramatischer Anstieg der induzierten Radioaktivität, und Fermi verstand sofort, warum: Langsame Neutronen verbringen mehr Zeit in der Nähe eines Kerns und werden daher eher eingefangen.

Die Entdeckung der langsamen Neutronen war der Schlüssel zum Kernreaktor, weil sie zeigte, dass eine Kettenreaktion kontrolliert werden konnte: Die bei der Spaltung freigesetzten Neutronen konnten durch einen Moderator — Graphit oder schweres Wasser — verlangsamt und verwendet werden, um weitere Spaltungen mit kontrollierter Rate auszulösen. Ohne langsame Neutronen hätte es keinen Reaktor gegeben, und ohne den Reaktor hätte es keine Bombe gegeben.

Die Experimente von 1934: Brillanz und Irrtum

Die Experimente von 1934 erinnern daran, dass die Wissenschaft ebenso durch Irrtum wie durch Erfolg voranschreitet. Fermi glaubte, er habe neue Elemente geschaffen, die schwerer waren als Uran, und er verkündete die Entdeckung mit Zuversicht. Die Behauptung war falsch: Die „neuen Elemente“ waren in Wirklichkeit die Fragmente von Urankernen, die sich gespalten hatten, und Fermi hatte, ohne es zu wissen, die erste Kernspaltung erzielt.

Der Irrtum war kein Versagen der Methode — Fermis Experimente waren sorgfältig, und seine Messungen waren genau —, sondern ein Versagen der Deutung, weil die Vorstellung, dass ein Kern sich in zwei Teile spalten könnte, so seltsam war, dass niemand, nicht einmal Fermi, bereit war, sie zu glauben.

Als Hahn und Strassmann 1938 ihre Ergebnisse veröffentlichten, verstand Fermi sofort, was geschehen war, und er akzeptierte die Korrektur mit der Anmut, die für ihn charakteristisch war. Er gab nie vor, die Spaltung entdeckt zu haben, und er gab die Anerkennung immer Hahn und Strassmann.

Die Episode zeigt etwas Wichtiges über Fermi: dass er ein Wissenschaftler war, dem die Wahrheit mehr bedeutete als sein eigener Ruf, und dass er bereit war, einen Fehler zuzugeben, wenn die Beweise es verlangten.

5. Kommandos und wichtigste Feldzüge

Der Nobelpreis und die Emigration

Die Entscheidung, Italien zu verlassen, war am Ende ebenso Lauras wie Enricos. Laura Capon Fermi, die 1928 Fermi geheiratet hatte, war eine Frau von Intelligenz und Mut, und sie verstand früher als ihr Mann, was die Rassengesetze für ihre Familie bedeuteten.

Sie war es, die auf die Emigration drängte, die die Abreise der Familie organisierte und die in ihren Memoiren Atome in der Familie die Geschichte ihrer Flucht mit einer Klarheit und einem Humor erzählte, die ihr Mann, der selten über seine Gefühle sprach, nie erreichte.

Die Abreise der Fermis war keine Flucht in der Nacht: Sie gingen offen, mit dem Nobelpreis als Vorwand, und nahmen nur mit, was sie packen konnten. Sie ließen ihr Zuhause, ihre Freunde und die Via-Panisperna-Gruppe zurück, die sich in den folgenden Jahren über die Welt verstreute.

Lauras Rolle bei der Entscheidung erinnert daran, dass die großen Ereignisse der Wissenschaft auch Ereignisse im Leben von Familien sind und dass hinter jeder Emigration eine Frau steht, die die Koffer packte und die Vorkehrungen traf.

Der Nobelpreis 1938

1938 erhielt Fermi den Nobelpreis für Physik für seine Arbeit über Neutronenbestrahlung und die Entdeckung der langsamen Neutronen. Der Preis war die höchste Auszeichnung der Wissenschaft, und er kam in einem Moment der Krise. Im Sommer 1938 hatte Mussolinis faschistische Regierung unter deutschem Druck die Rassengesetze eingeführt, die italienischen Juden ihre Rechte und ihre Arbeitsplätze entzogen.

Fermis Frau Laura Capon war Jüdin, und ihre Kinder wurden nach den Gesetzen als jüdisch eingestuft. Fermi selbst war kein Jude, doch seine Familie war nun in Gefahr, und er musste entscheiden, ob er in Italien bleiben oder gehen sollte.

Der Nobelpreis gab ihm die Gelegenheit: Er reiste im Dezember 1938 nach Stockholm, um den Preis entgegenzunehmen, und segelte von Stockholm direkt in die Vereinigten Staaten, wo ihm eine Stelle an der Columbia University in New York angeboten worden war. Er lebte nie wieder in Italien.

Die Entscheidung zu gehen war nach allen Berichten die schwerste seines Lebens, und sie war auch die wichtigste: Sie rettete seine Familie, und sie brachte den Physiker in die Vereinigten Staaten, der den ersten Kernreaktor bauen sollte.

Flucht nach Amerika

Die Fermis kamen im Januar 1939 in New York an, und Fermi begann seine Arbeit an der Columbia University. Der Zeitpunkt hätte nicht bedeutsamer sein können: Innerhalb weniger Wochen nach seiner Ankunft erreichte die Nachricht von Hahn und Strassmanns Entdeckung der Spaltung die Vereinigten Staaten, und Fermi war einer der ersten Physiker in Amerika, der verstand, was sie bedeutete.

Er erfuhr in denselben Wochen auch, dass die deutschen Physiker an der Spaltung arbeiteten und dass eine deutsche Atombombe eine reale Möglichkeit war. Im Sommer 1939 traf er sich mit dem ungarischen Physiker Leo Szilard, der 1933 die Idee der nuklearen Kettenreaktion erdacht hatte, und gemeinsam begannen sie, an dem Problem zu arbeiten, eine Kettenreaktion in Uran zu erzielen.

Die Arbeit war geheim, sie war dringend, und sie war nach Fermis eigenen Worten „ein Wettlauf gegen die Deutschen“. Er wurde 1944 amerikanischer Staatsbürger und blieb für den Rest seines Lebens in den Vereinigten Staaten. Seine Emigration war einer der großen Verluste für die italienische Wissenschaft und einer der großen Gewinne für die amerikanische Wissenschaft, und sie war eine direkte Folge der faschistischen Rassengesetze.

Chicago Pile-1

Die achtundzwanzig Minuten der ersten Kettenreaktion waren nach allen Berichten ein Anlass außergewöhnlicher Ruhe. Fermi, der alles im Voraus berechnet hatte, beobachtete die Instrumente, rief die Messwerte aus und gab seine Befehle mit ruhiger Stimme. Seine Kollegen, die Dramatik erwartet hatten, waren von seiner Gelassenheit beeindruckt: Er aß sein Mittagessen, wie sich einer von ihnen erinnerte, während der Pile lief, und zeigte überhaupt keine Aufregung.

Als die Reaktion abgeschaltet wurde, schüttelten die Männer im Squash-Court einander die Hände, öffneten eine Flasche Chianti, die Eugene Wigner für diesen Anlass mitgebracht hatte, und tranken einen Toast — in Pappbechern, weil es keine Gläser gab. Die Szene ist zu einer der Legenden der Wissenschaft geworden, und sie fängt etwas Wesentliches über Fermi ein: dass er das Gefährlichste der Welt mit der Ruhe eines Mannes tat, der Arithmetik betrieb.

Die Ruhe war keine Gleichgültigkeit; sie war das Vertrauen eines Physikers, der seine Rechnungen gemacht hatte und der bis zur letzten Dezimalstelle wusste, was geschehen würde.

Der Squash-Court unter den Tribünen

1942 zog Fermi an die University of Chicago, wo er die Aufgabe erhielt, den ersten Kernreaktor zu bauen. Die Arbeit wurde unter Bedingungen außergewöhnlicher Geheimhaltung und Improvisation durchgeführt. Der Reaktor — „Pile“ genannt, weil er ein Stapel aus Graphitziegeln und Uran war — wurde in einem umgebauten Squash-Court unter der Westtribüne von Stagg Field, dem Fußballstadion der Universität, gebaut.

Der Pile war eine Struktur aus Graphitziegeln von etwa 7,5 Metern Durchmesser, in die Klumpen aus Uranmetall und Uranoxid in einem Gitter eingebettet waren. Fermi und sein Team — zu dem Leo Szilard, Herbert Anderson und andere gehörten — arbeiteten in Schichten, stapelten die Ziegel von Hand, maßen den Neutronenfluss im Verlauf und berechneten mit Rechenschiebern, ob der Pile kritisch werden würde.

Die Arbeit war gefährlich: Wenn der Pile außer Kontrolle geraten wäre, hätte er eine tödliche Strahlendosis freisetzen können. Fermi, der die Risiken besser verstand als jeder andere, bestand auf einem Kontrollsystem aus Kadmiumstäben, die zur Beendigung der Reaktion eingeführt werden konnten, und auf einem Team von Männern, die mit Eimern voller Kadmiumlösung bereitstanden, um sie im Notfall auf den Pile zu gießen.

Die erste Kettenreaktion

Am 2. Dezember 1942 um 15.25 Uhr befahl Fermi, den letzten Kontrollstab herauszuziehen, und der Chicago Pile-1 wurde kritisch: Die nukleare Kettenreaktion wurde sich selbst erhaltend und lief achtundzwanzig Minuten lang unter Kontrolle weiter, bevor Fermi ihre Abschaltung befahl. Die erzeugte Leistung war winzig — etwa ein halbes Watt, genug, um eine kleine Glühbirne zum Leuchten zu bringen — doch das Ereignis war eines der wichtigsten in der Geschichte der Wissenschaft.

Es bewies, dass eine kontrollierte Kettenreaktion möglich war, es bewies, dass ein Kernreaktor gebaut werden konnte, und es öffnete den Weg zur Atombombe und zur Kernenergie. Die Nachricht wurde Washington in einem codierten Telefonanruf übermittelt: „Der italienische Seefahrer ist in der Neuen Welt gelandet“, berichtete Fermis Kollege Arthur Compton, was bedeutete, dass der Reaktor funktioniert hatte. Das Datum — der 2.

Dezember 1942 — ist heute einer der Meilensteine des zwanzigsten Jahrhunderts, und der Squash-Court unter Stagg Field, der längst abgerissen wurde, wird als der Ort erinnert, an dem das Atomzeitalter begann.

Los Alamos und die Atombombe

Die Geschichte von Fermis Papiermessung bei Trinity verdient es, vollständig erzählt zu werden, weil sie oft missverstanden wird. Fermi riet die Sprengkraft der Bombe nicht; er maß sie, indem er die Verschiebung der Papierstücke als grobes Windmessgerät verwendete. Die Druckwelle schob beim Vorbeigehen die Luft seitwärts, und das Papier, das durch die bewegte Luft fiel, wurde eine Strecke getragen, die von der Stärke der Welle abhing.

Fermi, der im Voraus über das Problem nachgedacht hatte, kannte die Beziehung zwischen der Verschiebung und der Energie der Explosion, und er berechnete die Sprengkraft im Kopf vor Ort mit einer Genauigkeit innerhalb eines Faktors von zwei. Die Messung war kein Partytrick: Sie war ein Beispiel für das, was Physiker eine Fermi-Schätzung nennen — eine grobe Berechnung mit minimalen Daten, die die Größenordnung richtig trifft.

Der Begriff „Fermi-Schätzung“ wird bis heute in der Physik und in der Wirtschaft für eine Überschlagsrechnung verwendet, die das Wesentliche eines Problems erfasst, und er ist nach dem Mann benannt, der bei Trinity die stärkste Explosion der Geschichte mit einer Handvoll zerrissenem Papier maß.

Das Manhattan-Projekt

Nach dem Chicago Pile-1 wurde Fermis Arbeit Teil des Manhattan-Projekts, der gewaltigen amerikanischen Anstrengung zum Bau der Atombombe. 1944 zog er nach Los Alamos in New Mexico, wo J. Robert Oppenheimer den Entwurf der Waffe leitete. Fermis Rolle in Los Alamos war die eines Beraters und Problemlösers: Er war der Mann, an den sich die jüngeren Physiker wandten, wenn sie feststeckten, und er war der Mann, dessen Urteil Oppenheimer am meisten vertraute.

Er arbeitete an der Physik der Bombe, am Entwurf der Reaktoren, die in Hanford Plutonium produzierten, und an den Berechnungen, die die Sprengkraft der Explosion vorhersagten. Er war nach allen Berichten auch eine beruhigende Präsenz an einem Ort, der unter enormem Druck stand: Er spielte mit seinen Kindern, er wanderte in den Bergen, und er behielt selbst mitten im Bombenprojekt das gewöhnliche Leben eines Familienvaters bei.

Seine Kollegen erinnerten sich an ihn als den einen Mann in Los Alamos, der nie Angst zu haben schien und der nie seinen Sinn für Humor verlor.

Trinity: Die erste Atomexplosion

Am 16. Juli 1945 war Fermi beim Trinity-Test, der ersten Explosion einer Atombombe, in der Wüste von New Mexico anwesend. Er beobachtete die Explosion aus einem Bunker zehn Meilen entfernt, und er machte im Moment eine der berühmtesten Messungen in der Geschichte der Physik: Als die Druckwelle vorbeiging, ließ er kleine Papierstücke aus seiner Hand fallen und maß, wie weit sie vom Wind weggeweht wurden, und daraus schätzte er die Sprengkraft der Explosion auf etwa zehntausend Tonnen TNT — eine Zahl, die bemerkenswert nahe an der wahren Sprengkraft lag, die später mit etwa zwanzigtausend Tonnen gemessen wurde.

Die Geschichte ist zu einer Legende geworden, und sie wird oft als Witz erzählt, doch sie zeigt etwas Reales über Fermi: dass er mit einer Handvoll Papier tun konnte, wofür eine Armee von Instrumenten Wochen brauchte, um es zu bestätigen.

Nach Trinity gehörte Fermi zu den Physikern, die die Petition unterzeichneten, in der gefordert wurde, die Bombe nicht ohne eine Demonstration gegen Japan einzusetzen, doch die Petition wurde nicht befolgt, und die Bomben wurden im August 1945 auf Hiroshima und Nagasaki abgeworfen.

6. Führungsstil

Das Fermi-Paradoxon und die Frage nach dem Leben

Im Sommer 1950 stellte Fermi eine Frage, die zu einer der berühmtesten der Wissenschaft geworden ist. Bei einem Mittagessen mit Kollegen in Los Alamos, bei dem über die Möglichkeit außerirdischen Lebens diskutiert wurde, fragte er plötzlich: „Wo sind denn alle?“ Die Frage, die als Fermi-Paradoxon bekannt wurde, war einfach: Wenn das Universum riesig und alt ist und wenn Leben verbreitet ist, dann sollte die Galaxis voller Zivilisationen sein, und wir sollten Beweise für sie gesehen haben.

Die Tatsache, dass wir keine gesehen haben, ist ein Paradoxon, und es wird seither diskutiert. Fermis eigene Antwort, falls er eine hatte, ist nicht überliefert, doch die Frage selbst ist zu einem Klassiker des wissenschaftlichen Denkens geworden: eine einfache Beobachtung, die in einem Gespräch gemacht wurde und ein tiefes Problem eröffnet.

Das Paradoxon ist noch immer ungelöst, und es wird noch immer, mehr als siebzig Jahre später, als Beispiel für Fermis Fähigkeit angeführt, die Frage zu stellen, die kein anderer zu stellen gedacht hatte.

Das Mittagessen 1950 in Los Alamos

Das Mittagessen, bei dem Fermi seine berühmte Frage stellte, war ein gewöhnlicher Anlass, und das ist Teil seines Charmes. Er aß mit Edward Teller, Herbert York und anderen, und das Gespräch war auf fliegende Untertassen und auf einen Cartoon im New Yorker über eine fliegende Untertasse gekommen. Fermi, der ruhig zugehört hatte, stellte plötzlich seine Frage, und der Tisch verstummte.

Die anderen erkannten sofort, dass er etwas Tiefgründiges gefragt hatte: dass das Fehlen von Beweisen für außerirdische Zivilisationen selbst eine Tatsache war, die erklärt werden musste. Für das Paradoxon wurden seither viele Antworten gegeben — dass Zivilisationen sich selbst vernichten, dass sie sich verstecken, dass interstellare Reisen unmöglich sind, dass wir allein sind — doch keine von ihnen wurde bewiesen, und die Frage bleibt offen.

Das Mittagessen wird erinnert, weil es Fermi von seiner besten Seite zeigt: nicht an einer Tafel, nicht in einem Labor, sondern an einem Tisch, mit einem Sandwich in der Hand, und die Frage stellt, die alle anderen übersehen hatten.

7. Kontroversen

Gewissen und die Bombe

Fermis Anteil an der Atombombe ist auf unterschiedliche Weise beurteilt worden, und das Urteil steht noch immer aus. Er gehörte nicht zu den Physikern, die öffentlich über die Bombe haderten: Er führte wie Leo Szilard keine Kampagne gegen ihren Einsatz, und er drückte wie J. Robert Oppenheimer nach dem Krieg keine öffentliche Reue aus.

Er glaubte, dass die Bombe notwendig gewesen sei, dass eine deutsche Bombe schlimmer gewesen wäre und dass die Wissenschaftler, die sie bauten, ihre Pflicht getan hätten. Doch er sorgte sich in seinen letzten Jahren auch um die Wasserstoffbombe, und er gehörte zu den Physikern, die sich ihrer Entwicklung widersetzten, mit dem Argument, dass sie eine Waffe des Völkermords und nicht des Krieges sei.

Er war am Ende ein Mann, der die Folgen seiner Arbeit besser verstand als die meisten und sie mit einer Ruhe akzeptierte, die manche Weisheit und andere Ausweichen genannt haben. Die Frage, was Fermi über die Bombe dachte, ist wie die Frage, was er über irgendetwas dachte, schwer zu beantworten, weil er selten sagte, was er dachte.

Was er in seinen letzten Jahren sagte, war, dass die Welt lernen müsse, mit den Kräften zu leben, die er entfesselt hatte, und dass die Aufgabe des Physikers, nachdem er das Atomzeitalter eröffnet hatte, darin bestehe, der Welt zu helfen, es zu überleben.

8. Lebensende

Chicago und das Institut für Kernforschung

Nach dem Krieg kehrte Fermi an die University of Chicago zurück, wo er Professor für Physik und erster Direktor des Instituts für Kernforschung wurde, das später zu seinen Ehren in Enrico-Fermi-Institut umbenannt wurde. Er baute eine neue Laufbahn in der Teilchenphysik auf und arbeitete an den Eigenschaften des Pions, an der kosmischen Strahlung und an den neuen Beschleunigern, die nach dem Krieg gebaut wurden.

Er war auch ein legendärer Lehrer: Seine Vorlesungen in Chicago waren berühmt für ihre Klarheit, und seine Studenten — zu denen einige der wichtigsten Physiker der nächsten Generation gehörten — erinnerten sich an ihn als einen Mann, der die schwierigsten Ideen in den einfachsten Worten erklären konnte.

Er war unter seinen Kollegen als „der Papst“ bekannt, ein Spitzname, der sowohl seine Autorität als auch seine Unfehlbarkeit widerspiegelte: Wenn Fermi etwas über Physik sagte, war es nach den Worten eines Kollegen so, „als hätte der Papst gesprochen“. Er war nach allen Berichten auch ein Mann von großem persönlichem Charme, der gerne wanderte, segelte und Zeit mit seiner Familie verbrachte.

Krankheit und die letzten Monate

Im Herbst 1954 erkrankte Fermi. Er hatte wie immer mit voller Geschwindigkeit gearbeitet und führte seine Müdigkeit und seinen Appetitverlust auf Überarbeitung zurück. Im Oktober unterzog er sich einer explorativen Operation, und die Chirurgen fanden einen inoperablen Magenkrebs. Er war dreiundfünfzig Jahre alt.

Er stellte sich der Diagnose mit derselben Ruhe, die er beim Chicago Pile-1 und bei Trinity gezeigt hatte: Er ordnete seine Angelegenheiten, er arbeitete weiter, solange er konnte, und er verbrachte seine letzten Wochen mit seiner Familie. Er starb am 28. November 1954 in seinem Haus in Chicago, mit Laura und seinen Kindern an seiner Seite.

Die Ursache seines Todes ist viel diskutiert worden: Einige haben vermutet, dass seine Strahlenbelastung während seiner Arbeit am Reaktor und an der Bombe zum Krebs beigetragen habe, doch es gibt keine direkten Beweise dafür, und Magenkrebs war in den 1950er-Jahren eine häufige Krankheit. Sicher ist, dass er zu jung starb, auf dem Höhepunkt seiner Kräfte, und dass die Physik in seinem Tod einen ihrer größten Praktiker verlor.

Laura, Nella und Giulio

Fermi hinterließ seine Frau Laura, seine Tochter Nella und seinen Sohn Giulio. Laura, die sein Exil und seine Triumphe geteilt hatte, lebte noch dreiundzwanzig Jahre und wurde in eigener Sache Schriftstellerin und Hüterin des Andenkens ihres Mannes: Ihre Memoiren Atome in der Familie, die 1954 veröffentlicht wurden, sind eine der besten Darstellungen des Lebens eines Physikers, die je geschrieben wurden, und sie sind bis heute im Druck.

Nella wurde Schriftstellerin und Redakteurin, und Giulio wurde Physiker und folgte seinem Vater in den Beruf, den er geliebt hatte. Die Familie ließ sich in Chicago nieder, und sie blieb für den Rest ihres Lebens ein Teil der Universitätsgemeinschaft, die Fermi mit aufgebaut hatte. Fermi selbst wurde eingeäschert, und seine Asche wurde auf seinen Wunsch an einem unbekannten Ort verstreut.

Es gibt kein großes Grab, kein Denkmal im üblichen Sinne: Sein Denkmal ist das Institut, das seinen Namen trägt, das Labor, das seinen Namen trägt, und das Element, das seinen Namen trägt — und die Studenten, heute alte Männer, die sich noch an seine Vorlesungen erinnern.

Atome in der Familie

Laura Fermis Memoiren Atome in der Familie verdienen einen Platz in jeder Darstellung ihres Mannes, weil sie das Buch sind, das Fermi als Mensch und nicht als Wissenschaftler zeigt. Sie schrieb über seine Bescheidenheit, seinen Humor, seine Liebe zum Wandern und Segeln, seine Ungeduld mit Aufgeblasenheit und seine Hingabe an seine Familie — und sie schrieb darüber mit einer Wärme und einem Witz, die ihr Mann, der bekanntermaßen zurückhaltend über seine Gefühle war, in seinen eigenen Schriften nie zeigte.

Das Buch erzählt auch die Geschichte der Emigration, der Kriegsjahre und des Lebens einer Familie, die fünfzehn Jahre lang im Zentrum des größten wissenschaftlichen Unternehmens der Geschichte lebte. Es ist am Ende ebenso eine Liebesgeschichte wie Memoiren, und es ist der Grund, warum wir Fermi nicht nur als den Mann kennen, der den ersten Reaktor baute, sondern als Ehemann und Vater, der trotz all seines Genies zu Hause bei seiner Familie am glücklichsten war, in dem gewöhnlichen Leben, das seine Arbeit außergewöhnlich gemacht hatte.

9. Urteil der Historiker

Der Architekt des Atomzeitalters

Fermis Vermächtnis ist das Atomzeitalter selbst. Er erfand die Kernspaltung nicht, und er baute die Atombombe nicht allein, doch er tat mehr als jeder andere, um beides möglich zu machen: Er entdeckte die langsamen Neutronen, er baute den ersten Reaktor, und er zeigte, dass die Kettenreaktion kontrolliert werden konnte.

Die Welt, die daraus entstand — eine Welt der Kernenergie und der Kernwaffen, der Reaktoren und der Abschreckung — ist die Welt, die Fermi schuf, und sie ist eine Welt, die noch immer, siebzig Jahre nach seinem Tod, die zentrale Tatsache der internationalen Politik ist.

Er war auch der Begründer der modernen Teilchenphysik: Seine Arbeit über das Pion, über die kosmische Strahlung und über die schwache Wechselwirkung legte die Grundlagen für die Physik der zweiten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts. Das Fermi National Accelerator Laboratory außerhalb von Chicago ist nach ihm benannt, und das Element Fermium, Element 100, das 1952 in den Trümmern des ersten Wasserstoffbombentests entdeckt wurde, wurde 1955 zu seinen Ehren benannt.

Nur wenige Wissenschaftler haben so viele Dinge nach sich benannt, und nur wenige haben es mehr verdient.

10. Vermächtnis

Der Papst der Physik

Der Spitzname „der Papst“ — den Fermi von seinen Kollegen erhielt — fängt etwas Wesentliches über seinen Platz in der Physik ein. Es war kein Witz über seine Autorität, oder nicht nur ein Witz: Es war eine Anerkennung dafür, dass Fermis Urteil meistens richtig war und dass andere Physiker zuhörten, wenn er sprach.

Der Spitzname fängt auch etwas über seinen Charakter ein: dass er ein Mann von großer Ernsthaftigkeit, großer Bescheidenheit und großer Freundlichkeit war, der nie Macht suchte und sie nie missbrauchte. Er war nach den Worten eines seiner Studenten „der vollständigste Physiker des Jahrhunderts“ — ein Mann, der Theorie und Experiment konnte, der berechnen und bauen konnte, der lehren und führen konnte, und der all das mit einer Einfachheit tat, die das Schwierige leicht erscheinen ließ.

Das ist sein Vermächtnis, und es ist der Grund, warum sein Name noch immer, siebzig Jahre nach seinem Tod, in Physikabteilungen auf der ganzen Welt mit Ehrfurcht ausgesprochen wird. Das Atomzeitalter, das er eröffnete, ist noch immer bei uns, und die Fragen, die er stellte — über den Kern, über die Sterne, darüber, ob wir allein im Universum sind — sind noch immer die Fragen, die die Physik zu beantworten versucht.

11. Häufig gestellte Fragen

Was hat Enrico Fermi entdeckt?

Er entwickelte die Fermi-Dirac-Statistik (1926), entdeckte, dass langsame Neutronen weit wirksamer bei der Auslösung von Kernreaktionen sind (1934), und baute den Chicago Pile-1, mit dem er am 2. Dezember 1942 die erste kontrollierte, sich selbst erhaltende nukleare Kettenreaktion erzielte. Er half auch beim Bau der Atombombe in Los Alamos.

Was war der Chicago Pile-1?

Der erste Kernreaktor, der von Fermi und seinem Team in einem umgebauten Squash-Court unter Stagg Field an der University of Chicago gebaut wurde. Am 2. Dezember 1942 erzielte er die erste kontrollierte, sich selbst erhaltende nukleare Kettenreaktion und erzeugte achtundzwanzig Minuten lang etwa ein halbes Watt Leistung. Er bewies, dass Reaktoren — und Atombomben — möglich waren.

Warum verließ Fermi Italien?

Wegen der faschistischen Rassengesetze von 1938, die seine jüdische Frau Laura und ihre Kinder bedrohten. Er reiste im Dezember 1938 nach Stockholm, um den Nobelpreis entgegenzunehmen, und segelte von dort direkt in die Vereinigten Staaten, wo er eine Stelle an der Columbia University hatte. Er lebte nie wieder in Italien.

Was ist das Fermi-Paradoxon?

Bei einem Mittagessen in Los Alamos 1950 fragte Fermi: „Wo sind denn alle?“ Wenn das Universum riesig und alt ist und Leben verbreitet ist, sollte die Galaxis voller Zivilisationen sein — doch wir sehen keine Beweise für sie. Der Widerspruch zwischen der Erwartung und dem Fehlen von Beweisen ist das Fermi-Paradoxon, und es bleibt ungelöst.

Bereute Fermi den Bau der Atombombe?

Er drückte keine öffentliche Reue aus wie Oppenheimer und glaubte, die Bombe sei notwendig gewesen, um Deutschland und Japan zu besiegen. Doch in seinen letzten Jahren widersetzte er sich der Wasserstoffbombe mit dem Argument, sie sei eine Waffe des Völkermords und nicht des Krieges. Er sprach selten über seine Gefühle, sodass seine privaten Ansichten schwer zu kennen sind.

Was ist nach Fermi benannt?

Element 100, Fermium; das Fermi National Accelerator Laboratory bei Chicago; das Enrico-Fermi-Institut an der University of Chicago; das Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop; und die „Fermi-Schätzung“, eine grobe Überschlagsrechnung. Sein Name ist auch mit der Fermi-Dirac-Statistik und dem Fermi-Paradoxon verbunden.

12. Quellen

1. Wikipedia, „Enrico Fermi“ — Daten, Laufbahn, Chicago Pile-1, Los Alamos, Tod und Vermächtnis.
2. Encyclopædia Britannica, „Enrico Fermi“ — Leben und Bewertung.
3. Laura Fermi, Atome in der Familie: Mein Leben mit Enrico Fermi (University of Chicago Press, 1954) — Fermis Leben, wie seine Frau es sah.
4. Emilio Segrè, Enrico Fermi, Physicist (University of Chicago Press, 1970) — Biografie von einem Kollegen und Nobelpreisträger.
5. Richard Rhodes, The Making of the Atomic Bomb (Simon & Schuster, 1986) — Fermi, Chicago Pile-1 und Los Alamos.
6. George Gamow, Thirty Years That Shook Physics (Doubleday, 1966) — die Physik von Fermis Generation.
7. Enrico Fermi, Collected Papers (University of Chicago Press, 1962–65) — Fermis eigene wissenschaftliche Schriften.

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