Fano, Hugo

Ugo Fano ( italialainen  Ugo Fano ; 28. heinäkuuta 1912 , Torino  - 13. helmikuuta 2001 , Chicago ) on italialaista alkuperää oleva yhdysvaltalainen teoreettinen fyysikko , Yhdysvaltain kansallisen tiedeakatemian jäsen (1976). Fanon tieteellinen työ keskittyy atomi- ja ydinfysiikkaan , spektroskopiaan , säteilybiologiaan ja genetiikkaan . Hän omistaa useita merkittäviä saavutuksia teorian alalla sähkömagneettisen säteilyn ja varautuneiden hiukkasten vuorovaikutuksesta aineen kanssa, sellaisten käsitteiden kuin Fano-resonanssi , Fano-ilmiö, Fano-Lichten-mekanismi, Fano-tekijä liittyy hänen nimensä.

Elämäkerta

Hugo Fano syntyi Torinossa varakkaaseen juutalaisperheeseen . Hänet nimettiin isoisänsä mukaan, joka taisteli Italian yhdistymissodassa Giuseppe Garibaldin armeijassa . Isä Gino Fano oli geometrian professori Torinon yliopistossa . Äiti Rosa Cassin tuli insinööriperheestä ja oli lahjakas taiteilija ja muusikko. Hugon veljestä Robert Fanosta tuli myöhemmin myös tunnettu tiedemies, informaatioteorian asiantuntija . Hugo oli sairas lapsi ja opiskeli kotona kolme ensimmäistä luokkaa. 12-vuotiaana hän kiinnostui pyöräilystä , mikä antoi hänelle mahdollisuuden parantaa terveyttään. Myöhemmin hän harjoitti aktiivisesti matkailua ja vuorikiipeilyä , vietti paljon aikaa vuoristossa lähellä huvilaa ( Villa Fano ), jonka isoisä osti monta vuotta sitten Veronan läheisyydestä . Neljänneltä luokalta lähtien Hugo opiskeli koulussa, jossa monet opettajat olivat pappeja. Perheympäristö lisäsi kiinnostusta tieteeseen ja teknologiaan; esimerkiksi 12-vuotiaana hän oppi isältään Bohrin atomin mallista [1] . Hugon koulukavereiden joukossa oli Salvador Luria , tuleva kuuluisa mikrobiologi ja Nobel-palkittu [2] .

Kun Fano opiskeli Torinon yliopistossa, hänen vanhempi serkkunsa Giulio Raca sai hänet ottamaan opiskelemaan fysiikkaa ja esitteli hänelle Enrico Persicon [2] , jonka johdolla Hugo puolusti matematiikan väitöskirjaansa vuonna 1934 . Tämän jälkeen Persico sai hänelle työpaikan Enrico Fermin ryhmässä ja Fano muutti Roomaan , missä Edoardo Amaldista tuli hänen suora mentorinsa . Seuraavana vuonna Fano vieraili Göttingenissä ja Kööpenhaminassa, missä hän tapasi sellaisia ​​merkittäviä tiedemiehiä kuin Niels Bohr , Arnold Sommerfeld , Edward Teller ja Georgy Gamow . Vuonna 1936 nuori fyysikko meni kahdeksi vuodeksi Leipzigin yliopistoon , jossa hän työskenteli Werner Heisenbergin johdolla joidenkin atomiytimen teorian kysymysten parissa. Palattuaan hän työskenteli jonkin aikaa Roomassa opettajana, mutta lisääntynyt juutalaisten vaino Italiassa pakotti Hugon ja hänen morsiamensa Camilla (Lilla) Lattesin ( Lilla Lattes ) päättämään maastamuutosta. Helmikuussa 1939 katolinen pappi kastoi heidät kiireesti ja vihki heidät, minkä jälkeen Lilla lähti Argentiinaan , kun taas Hugo lähti ensin Pariisiin ja sitten liittyi hänen luokseen. Siellä he saivat amerikkalaiset viisumit ja saapuivat New Yorkiin kesäkuussa 1939 [3] [2] .

Yhdysvalloissa Fano työskenteli alun perin Washington Biophysics Institutessa ja muutti pian Carnegie Institutionin Cold Spring Harbor -laboratorioon . Hugo liittyi Milislav Demeretsin ryhmään ja harjoitti pääasiassa radiobiologiaa . Hänen kiinnostuksensa biofysiikkaan ja genetiikkaan juontaa juurensa Pascual Jordanin seminaarista Roomassa vuonna 1938. Fano puhui myös paljon Max Delbrückin kanssa ja esitteli hänet erityisesti Salvador Lurialle (he jakoivat myöhemmin Nobel-palkinnon) [4] [2] . Yhdysvaltojen liittyminen toiseen maailmansotaan toi uusia muutoksia tiedemiehen elämään. Koska hänen vaimonsa oli raskaana, hän vapautettiin luonnoksesta, mutta meni sitten töihin Ballistics Laboratorioon, joka sijaitsee Aberdeen Proving Groundissa Marylandissa . Täällä Fano käsitteli aseiden tehokkuuden ongelmia ja laati ilmavoimille ohjeet parhaiden aseiden valitsemiseksi tiettyihin tarkoituksiin. Pian hänen vaimonsa ja vastasyntynyt tytär Mary liittyivät hänen luokseen Aberdeeniin [5] . Vuonna 1945 tiedemies sai Yhdysvaltain kansalaisuuden [6] .

Sodan päätyttyä Fano lähti Cold Spring Harborista vuodeksi työskennelläkseen Columbian yliopistoon säteilyn biologisten vaikutusten fyysisten perusteiden parissa, mutta työskentelyn aikana hän kiinnostui syvästi itse perusprosessien luonteesta. syntyy, kun atomit ja molekyylit altistuvat säteilylle. Vuonna 1946 hän hyväksyi tarjouksen liittyä National Bureau of Standards -toimistoon Washington DC:ssä, jossa hän jatkoi vuoteen 1966 asti. Muutama kuukausi muuton jälkeen syntyi hänen toinen tytär Virginia. Vuonna 1948 Fano ja hänen vaimonsa palasivat ensimmäistä kertaa Italiaan, minkä jälkeen he vierailivat säännöllisesti kotimaassaan. 1950-luvulla julkaistiin kaksi hänen kirjoittajakirjaansa: ensimmäinen, yhdessä hänen vaimonsa Lillan kanssa, joka oli myös koulutukseltaan fyysikko ja ammatiltaan opettaja, oli omistettu pedagogisesti oikealle atomifysiikan perusteiden esittelylle; toinen, Giulio Racan kanssa kirjoitettu, esitteli ryhmäteoriaa kulmaliikemäärästä ja menetelmiä sen käyttämiseksi atomi- ja ydintörmäysten fysiikassa. Tästä monografiasta tuli puolestaan ​​perusta Fanon ja hänen oppilaansa Ravi Raun vuonna 1996 julkaisemalle kirjalle kvanttifysiikan symmetriasta [7] .

Vuonna 1966 National Bureau of Standards päätettiin siirtää Gaithersburgiin (Maryland) , mutta Fano ei halunnut muuttaa sinne ja hyväksyi kutsun Chicagon yliopistosta , jossa hän työskenteli vuoteen 2000 asti. Vuosina 1972-1974 hän johti fysiikan tiedekuntaa ja sai vuonna 1982 kunniaprofessorin arvonimen ( Professor Emeritus ). Yliopistossa hän ohjasi suurta määrää opiskelijoita ja jatko-opiskelijoita, joista monien kanssa hän jatkoi yhteistyötä heidän siirtyessään muihin organisaatioihin. Fano oli aktiivisesti mukana julkisessa toiminnassa: hän työskenteli konsulttina Kansainvälisessä säteilyyksiköissä ja mittauksissa ja National Council on Radiation Protection and Measurements , kiinnitti tiedeyhteisön huomion säteilybiologiaan, tarve rakentaa synkrotronisäteilylähteitä ja parantaa tieteellisen viestinnän laatua. Vuosina 1990-1995 hän toimi Reviews of Modern Physicsin [8] apulaistoimittajana . Hugo Fano kuoli Chicagossa Alzheimerin tautiin liittyviin komplikaatioihin [2] .

Tieteellinen toiminta

Fanon ensimmäinen tärkeä työ, joka suoritettiin Fermin johdolla vuonna 1935, koski Hans Beutlerin ( Hans Beutler ) spektrin jatkumossa havaitsemien joidenkin jalokaasujen spektriviivojen muodon tulkintaa ja jota nykyään kutsutaan Beutler-Fano-viivoiksi. (samanlaisia ​​ajatuksia ilmaisi vuonna 1931 Ettore Majorana , joka käsitteli kahden elektronin viritteen ei-säteilyllistä hajoamisprosessia, joka johtaa atomin ionisaatioon ). Vuonna 1961 Fano palasi yleiseen ongelmaan, joka koski suurienergisten tilojen viritystä vastaavien viivojen muotoa ja otti käyttöön viiva-epäsymmetriaparametrin. Hän käytti tätä ajatusta kaksi vuotta myöhemmin selittääkseen heliumin outoja spektriviivoja, jotka havaittiin, kun sitä säteilytettiin synkrotronisäteilyllä, koska kaksi elektronia virittyi samanaikaisesti kvasidiskreetteihin tiloihin, jotka sijaitsevat jatkumossa. Ajatus epäsymmetrisestä Fano-resonanssista , joka syntyi jatkumon ja diskreetin tilan häiriöistä johtuen, osoittautui erittäin hedelmälliseksi paitsi atomifysiikassa, myös kondensoituneen aineen fysiikassa, kvanttipistefysiikassa , optiikassa ; samanlainen ilmiö " muotoresonanssi " tunnetaan ydinfysiikassa [9] [10] [11] .

Kaksinkertaisesti virittyneiden tilojen tutkimus johti Fanon ajatukseen kollektiivisista kvanttiluvuista ja koordinaateista (esimerkiksi hyperpallon muotoisista ), jotka osoittautuvat sopivammiksi kuvaamaan korreloitujen hiukkasten järjestelmiä kuin yksittäisten elektronien koordinaatit ja kvanttiluvut. Tämän lähestymistavan kehittäminen osoittautui erittäin ajankohtaiseksi, sillä juuri 1960-luvulla alettiin aktiivisesti tutkia vähiten tutkittua aluetta lähi-ultravioletti- ja röntgentaajuuksien välillä, jonne moninkertaisesti virittyneiden atomien ja molekyylien spektrit putoavat, ja usean elektronin samanaikainen viritysprosessit antavat kvalitatiivisesti erilaisen kuvan kuin vain yhden elektronin viritys [12] . Myöhemmin Fano ja hänen työtoverinsa käyttivät tätä tekniikkaa analysoidakseen sähkö- ja magneettikenttien vaikutusta atomien erittäin virittyneisiin Rydberg-tiloihin [13] .

Vuonna 1947 Fano esitteli Fano-tekijänä tunnetun indikaattorin ., joka määrittää poikkeamat keskimääräisestä ionisaatiotehokkuudesta, joka syntyy väliaineessa säteilystä, ja vuonna 1954 analysoitiin yhdessä L. Spencerin ( L. Spencer ) kanssa energiaspektri hidastaessa nopeita elektroneja väliaineessa. Hän perusti myös Fanon lauseen, jonka mukaan sekundäärihiukkasten virtaus ei riipu primäärisäteilyllä täytetyn tilavuuden tiheyden vaihteluista. Tällä tosiasialla on tärkeä rooli dosimetriassa , ja National Bureau of Standards on käyttänyt sitä laskeakseen hiukkasten hidastuvuusparametreja eri väliaineissa [14] .

Vuonna 1957 Fano vaikutti merkittävästi tiheysmatriisien ja operaattoriesitysten ( Liouvillen yhtälö ) käsitteen popularisointiin atomi- ja molekyylifysiikassa, mikä osoitti näiden lähestymistapojen tehon [15] . Vuonna 1965 hän selitti yhdessä W. Lichtenin kanssa törmäysten atomien kineettisen energian siirtymisprosesseja elektronien viritysenergiaksi (Fano-Lichten-mekanismi). Tällä mekanismilla on suuri merkitys kemiallisten muutosten teorialle [16] . Vuonna 1969 Fano ennusti atomien lähettämien elektronien spinpolarisaatiota, kun ne altistettiin ympyräpolarisoidulle valolle . Tätä ilmiötä, jota kutsutaan Fano-ilmiöksi, käytetään eri materiaalien rakenteen tutkimuksessa polarisoitujen elektronien avulla [13] . Niistä alueista, joita Fano ja hänen opiskelijansa harjoittivat työskennellessään Chicagossa, erottuu kvanttivikateoria , josta tuli heidän työnsä tuloksena tehokas lähestymistapa monimutkaisten spektrien analysointiin sekä elektronien kulmajakauman teoria. erilaisten esineiden hajallaan [17] .

Fano tutki Demerezin ryhmän kanssa röntgensäteiden vaikutuksia kärpäsenmuniin . Delbrückin bakteriofagien parissa tekemän työn vaikutuksesta hän otti myös aiheen, mikä huipentui virusresistenttien E. coli -mutanttien löytämiseen . Kokemus radiobiologian alalla johti Fanon ymmärtämään puhtaasti tilastollisen kohteiden teorian ( kohdeteoria ) riittämättömyyden kuvaamaan säteilyn vaikutuksia biologisiin esineisiin ja tarvetta tutkia yksityiskohtaisesti atomi - ja molekyyliprosesseja , jotka tapahtuvat , kun energia varautuu hiukkanen tulee väliaineeseen. Tutkijoiden tähän suuntaan saamien tulosten joukossa on selvitys syistä, miksi tietyt aineet voivat lisätä tai vähentää säteilyvaurioita, sekä solun vauriosta toipumiseen tarvittavan ajan määrittäminen [18] .

Palkinnot ja jäsenyydet

• Rockefeller Public Service Award , 1956 [6]
• Kauppaministeriön kultamitali poikkeuksellisesta palvelusta , 1957 [6]
• National Bureau of Standards Stratton Award ( Stratton Award , 1963) [6]
• Davisson and Germer -palkinto ( Davisson-Germer -palkinto , 1976) [6]
• Enrico Fermi -palkinto (1995) [6]
• Tieteiden kunniatohtorin arvo Queen's Universitystä Belfastista (1978) ja Pariisin Pierre ja Marie Curien yliopistosta (1979) [6]
• Accademia National dei Lincei (1993) ja Royal Society of London (1995) ulkomainen jäsen , American Physical Societyn (1940) ja American Academy of Arts and Sciences (1976) jäsen [6]

Julkaisut

Kirjat

• Fano U., Fano L. Atomien ja molekyylien perusfysiikka. – NY: Wiley, 1959.
• Fano U., Racah G. Irreducible tensorial sets. – NY: Academic Press, 1959.
• Fano U., Spencer L., Berger M. Gammasäteilyn siirto. - M .: Gosatomizdat, 1963.
• Fano U., Fano L. Atomien ja molekyylien fysiikka: Johdatus aineen rakenteeseen. - Chicago: Chicago University Press, 1972. Käännös: W. Fano, L. Fano. Atomien ja molekyylien fysiikka. - M .: Nauka, 1980.
• Fano U., Rau ARP Atomitörmäykset ja spektrit. – NY: Academic Press, 1986.
• Fano U., Rau ARP Symmetriat kvanttifysiikassa. – NY: Academic Press, 1996.

Pääartikkelit

• Fano U. Sullo spettro di assorbimento dei gas nobili presso il limite dello spettro d'arco  // Nuovo Cimento. - 1935. - Voi. 12. - s. 154-161. - arXiv : cond-mat/0502210 .
• Demerec M., Fano U. Drosophila Melanogasterissa röntgensäteiden aiheuttamien lovipuutteiden alkuperän mekanismi  // PNAS. - 1941. - Voi. 27. - s. 24-31.
• Fano U. Säteilyjen ionisaatiosaanto. II. Ionien lukumäärän vaihtelut  // Phys. Rev. - 1947. - Voi. 72. - s. 26-29.
• Spencer LV, Fano U. Elektronien hidastumisesta johtuva energiaspektri  // Phys. Rev. - 1954. - Voi. 93. - P. 1172-1181.
• Fano U. Kuvaus kvanttimekaniikan tiloista tiheysmatriisin ja operaattoritekniikoiden mukaan  // Rev. Mod. Phys. - 1957. - Voi. 29. - s. 74-93.
• Fano U. Konfiguraatiovuorovaikutuksen vaikutukset intensiteetteihin ja vaihesiirtoihin  // Phys. Rev. - 1961. - Voi. 124. - P. 1866-1878.
• Fano U. Paineenlaajentaminen rentoutumisen prototyyppinä  // Phys. Rev. - 1963. - Voi. 131. - s. 259-268.
• Cooper JW, Fano U., Prats F. Heliumin kahden elektronin viritystasojen luokittelu  // Phys. Rev. Lett. - 1963. - Voi. 10. - P. 518-521.
• Fano U., Lichten W. Ar+-Ar törmäysten tulkinta 50 KeV jännitteellä  // Phys. Rev. Lett. - 1965. - Voi. 14. - P. 627-629.
• Fano U., Cooper JW Line -profiilit harvinaisten kaasujen kauko-uv-absorptiospektreissä  // Phys. Rev. - 1965. - Voi. 137.-P. A1364-A1379.
• Fano U., Cooper JW Atomioskillaattorin voimakkuuksien spektraalinen jakautuminen  // Rev. Mod. Phys. - 1968. - Voi. 40. - P. 441-507. Käännös: W. Fano, J. Cooper. Oskillaattorin voimakkuuksien spektrijakaumat atomeissa. - M .: Nauka, 1972.
• Fano U. Pyöreäpolarisoidun valon poistamien fotoelektronien spin-orientaatio  // Phys. Rev. - 1969. - Voi. 178. - s. 131-136.
• Fano U. Kvanttivikateoria l :n irrottamisesta H :ssa esimerkkinä kanavavuorovaikutuksesta  // Phys. Rev. A. - 1970. - Voi. 2. - s. 353-365.
• Chang ES, Fano U. Teoria elektronien ja molekyylien törmäyksistä kehysmuunnoksilla  // Phys. Rev. A. - 1972. - Voi. 6. - s. 173-185.
• Fano U., Dill D. Angular Momentum Transfer in the Theory of Angular Distributions  // Phys. Rev. A. - 1972. - Voi. 6. - s. 185-192.
• Fano U., Macek JH Impact Excitation ja polarisaatio emittoituneen valon  // Rev. Mod. Phys. - 1973. - Voi. 45. - P. 553-573.
• Greene C., Fano U., Strinati G. Kvanttivikateorian yleinen muoto  // Phys. Rev. A. - 1979. - Voi. 19. - P. 1485-1509.
• Fano U. Kahden virittyneen elektronin korrelaatiot  // Rep. Prog. Phys. - 1983. - Voi. 46. ​​- s. 97-165.

Muistiinpanot

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

Kirjallisuus

• Khramov Yu. A. Fano Ugo // Fyysikot: Elämäkertaopas / Toim. A. I. Akhiezer . - Toim. 2nd, rev. ja ylimääräisiä — M  .: Nauka , 1983. — S. 271. — 400 s. - 200 000 kappaletta.
• Rau ARP Ugo Fanon tieteellinen elämä, mukaan lukien ansioluettelo ja luettelo hänen julkaisuistaan  ​​// Fysiikan esseitä. - 2000. - Voi. 13. - s. 158-175.
• Fano U. Atomifyysikon muistoja lapsilleni ja lastenlapsilleni  // Fysiikan esseitä. - 2000. - Voi. 13. - s. 176-197.
• Clark C. W. Muistokirjoitus: Ugo Fano (1912–2001)  // Luonto . - 2001. - Voi. 410. - s. 164.
• Berry RS, Inokuti M. Ugo Fano (Muistokirjoitus)  // Physics Today . - 2001. - Voi. 54(9). - s. 73-74.
• Bianconi A. Ugo Fano ja muotoresonanssit  // AIP Conference Proceedings. - 2003. - Voi. 652. - s. 13-18. - arXiv : cond-mat/0211452 .
• Inokuti M., Rau ARP Ugo Fano (1912–2001)  // Physica Scripta. - 2003. - Voi. 68.-P. C96-103.
• Vittorini-Orgeas A., Bianconi A. Majorana-teoriasta atomien autoionisaatiosta Feshbach-resonanssiin korkean lämpötilan suprajohteissa  // Journal of Superconductivity and Novel Magnetism. - 2009. - Vol. 22. - s. 215-221. - arXiv : 0812.1551 .
• Berry RS, Inokuti M., Rau ARP Ugo Fano  // Kansallisen tiedeakatemian elämäkerralliset muistelmat. - 2009. - s. 1-22.
• Berry RS, Inokuti M., Rau ARP Ugo Fano. 28. heinäkuuta 1912 - 13. helmikuuta 2001  // Royal Societyn jäsenten elämäkerralliset muistelmat. - 2012. - Vol. 58. - s. 55-66.

Temaattiset sivustot	Matemaattinen sukututkimus Scopus zbMATH Avoinna
Sanakirjat ja tietosanakirjat	Suuri tanskalainen Suuri katalaani Britannica (verkossa)
Bibliografisissa luetteloissa 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