Fano, Hugo

Hugo Fano
ugo fano
Fecha de nacimiento 28 de julio de 1912( 07/28/1912 )
Lugar de nacimiento Turín
Fecha de muerte 13 de febrero de 2001 (88 años)( 2001-02-13 )
Un lugar de muerte chicago
País  Italia , Estados Unidos
 
Esfera científica física
biofísica
Lugar de trabajo Universidad de Roma Universidad de
Leipzig
Institución Carnegie
Oficina Nacional de Normas Universidad de
Chicago
alma mater Universidad de Turín
consejero científico Enrico Persico
Enrico Fermi
Edoardo Amaldi
Conocido como autor del concepto de resonancia Fano , el efecto Fano, el mecanismo Fano-Lichten
Premios y premios Premio Enrico Fermi ( 1995 , 1995 ) miembro de la Sociedad Americana de Física [d] Premio Davisson-Germer en física atómica o de superficie [d] ( 1976 ) miembro extranjero de la Royal Society of London ( 9 de marzo de 1995 )
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Ugo Fano ( en italiano  Ugo Fano ; 28 de julio de 1912 , Turín  - 13 de febrero de 2001 , Chicago ) es un físico teórico estadounidense de origen italiano, miembro de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos (1976). El trabajo científico de Fano se centra en la física atómica y nuclear , la espectroscopia , la biología de la radiación y la genética . Posee una serie de logros importantes en el campo de la teoría de la interacción de la radiación electromagnética y las partículas cargadas con la materia, la aparición de conceptos como la resonancia Fano , el efecto Fano, el mecanismo Fano-Lichten, el factor Fano está asociado con su nombre.

Biografía

Hugo Fano nació en Turín en el seno de una rica familia judía . Fue nombrado después de su abuelo que luchó en la Guerra de Unificación Italiana en el ejército de Giuseppe Garibaldi . Padre, Gino Fano , fue profesor de geometría en la Universidad de Turín . La madre, Rosa Cassin , provenía de una familia de ingenieros y era una talentosa artista y música. El hermano de Hugo, Robert Fano , más tarde también se convirtió en un conocido científico, experto en el campo de la teoría de la información . Hugo era un niño enfermizo y estudió en casa los primeros tres grados. A los doce años se interesó por el ciclismo , lo que le permitió mejorar su salud. Más tarde, se dedicó activamente al turismo y al montañismo , pasó mucho tiempo en las montañas cerca de la villa ( Villa Fano ), comprada por su abuelo hace muchos años en las cercanías de Verona . Desde el cuarto grado, Hugo estudió en una escuela donde muchos maestros eran sacerdotes. El ambiente familiar fomentó el interés por la ciencia y la tecnología; por ejemplo, a la edad de 12 años, aprendió de su padre sobre el modelo del átomo de Bohr [1] . Entre los compañeros de escuela de Hugo se encontraba Salvador Luria , el futuro microbiólogo célebre y premio Nobel [2] .

Cuando Fano estudiaba en la Universidad de Turín, su primo mayor, Giulio Raca , lo convenció de que se dedicara a la física y le presentó a Enrico Persico [2] , bajo cuya dirección Hugo defendió su tesis doctoral en matemáticas en 1934 . Después de esto, Persico le consiguió trabajo en el grupo de Enrico Fermi , y Fano se mudó a Roma , donde Edoardo Amaldi se convirtió en su mentor directo . Al año siguiente, Fano visitó Göttingen y Copenhague, donde conoció a científicos tan destacados como Niels Bohr , Arnold Sommerfeld , Edward Teller y Georgy Gamow . En 1936, el joven físico fue a la Universidad de Leipzig durante dos años , donde trabajó con Werner Heisenberg en algunas cuestiones de la teoría del núcleo atómico. A su regreso, trabajó durante algún tiempo en Roma como profesor, pero el recrudecimiento de la persecución contra los judíos en Italia obligó a Hugo y a su prometida Camilla (Lilla) Lattes ( Lilla Lattes ) a decidirse por la emigración. En febrero de 1939, un sacerdote católico los bautizó y los casó apresuradamente, después de lo cual Lilla se fue a Argentina , mientras que Hugo primero fue a París y luego se unió a ella. Allí pudieron obtener visas estadounidenses y llegaron a Nueva York en junio de 1939 [3] [2] .

En los Estados Unidos, Fano trabajó inicialmente en el Instituto de Biofísica de Washington y pronto se trasladó al laboratorio Cold Spring Harbor de la Institución Carnegie . Hugo se unió al grupo de Milislav Demerets y se dedicó principalmente a la radiobiología . Su interés por la biofísica y la genética se remonta al seminario de Pascual Jordan en Roma en 1938. Fano también habló mucho con Max Delbrück y, en particular, le presentó a Salvador Luria (luego compartieron el Premio Nobel) [4] [2] . La entrada de Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial trajo nuevos cambios a la vida del científico. Debido a que su esposa estaba embarazada, fue liberado del servicio militar obligatorio, pero luego se fue a trabajar al Laboratorio de Balística, ubicado en el Campo de Pruebas de Aberdeen en Maryland . Aquí Fano se ocupó de los problemas de la eficacia de las armas y redactó instrucciones para la Fuerza Aérea sobre la elección de las mejores armas para fines específicos. Pronto, su esposa y su hija recién nacida, Mary, se unieron a él en Aberdeen [5] . En 1945, el científico recibió la ciudadanía estadounidense [6] .

Después del final de la guerra, Fano dejó Cold Spring Harbor durante un año para trabajar en la Universidad de Columbia sobre los fundamentos físicos de los efectos biológicos de la radiación, pero en el proceso de trabajo se interesó profundamente en la naturaleza de los procesos elementales mismos que ocurren cuando los átomos y las moléculas están expuestos a la radiación. En 1946 aceptó una oferta para incorporarse a la Oficina Nacional de Normas en Washington DC, donde permaneció hasta 1966. Unos meses después de la mudanza, nació su segunda hija, Virginia. En 1948, Fano y su esposa regresaron a Italia por primera vez, posteriormente visitaron regularmente su tierra natal. En la década de 1950 se publicaron dos libros de su autoría: el primero, escrito conjuntamente con su esposa Lilla, también física de formación y docente de profesión, estaba dedicado a una exposición pedagógicamente correcta de los fundamentos de la física atómica; otro, escrito con Giulio Raca, presentó la teoría de grupos para el momento angular y los métodos para usarlo en la física de las colisiones atómicas y nucleares. Esta monografía se convirtió, a su vez, en la base de un libro publicado en 1996 por Fano y su alumno Ravi Rau sobre simetría en física cuántica [7] .

En 1966 se decidió trasladar la Oficina Nacional de Normas a Gaithersburg (Maryland) , pero Fano no quiso trasladarse allí y aceptó una invitación de la Universidad de Chicago , donde trabajó hasta el año 2000. En 1972-1974 dirigió la Facultad de Física, y en 1982 recibió el título de profesor honorario ( Profesor Emérito ). En la universidad, supervisó a un gran número de estudiantes y estudiantes de posgrado, con muchos de los cuales continuó cooperando después de su transferencia a otras organizaciones. Fano participó activamente en actividades públicas: trabajó como consultor de la Comisión Internacional de Unidades y Medidas de Radiación y del Consejo Nacional de Protección y Medidas de Radiación , llamó la atención de la comunidad científica sobre la biología de la radiación, la necesidad de construir fuentes de radiación de sincrotrón y mejorar la calidad de la comunicación científica. De 1990 a 1995 se desempeñó como editor adjunto de Reviews of Modern Physics [8] . Hugo Fano murió en Chicago como consecuencia de complicaciones relacionadas con el Alzheimer [2] .

Actividad científica

El primer trabajo importante de Fano, realizado bajo la dirección de Fermi en 1935, se refería a la interpretación de la forma de algunas líneas espectrales de gases nobles observadas en el continuo espectral por Hans Beutler ( Hans Beutler ) y ahora llamadas líneas Beutler-Fano. (Ideas similares fueron expresadas en 1931 por Ettore Majorana , quien consideró el proceso de decaimiento no radiativo de una excitación de dos electrones, que conduce a la ionización de un átomo ). En 1961, Fano volvió al problema general de la forma de las líneas correspondientes a la excitación de estados de alta energía e introdujo el parámetro de asimetría de línea. Esta idea fue utilizada por él dos años más tarde para explicar las extrañas líneas espectrales del helio, observadas cuando se irradió con radiación de sincrotrón, debido a la excitación de dos electrones a la vez en estados casi discretos que se encuentran en un continuo. La idea de la resonancia asimétrica de Fano , surgida debido a la interferencia del continuo y el estado discreto, resultó sumamente fructífera no solo en la física atómica, sino también en la física de la materia condensada , la física cuántica de puntos , la óptica ; un fenómeno similar de " resonancia de forma " se conoce en física nuclear [9] [10] [11] .

El estudio de los estados doblemente excitados llevó a Fano a la idea de números cuánticos y coordenadas colectivos (por ejemplo, hiperesféricos ), que resultan más adecuados para describir sistemas de partículas correlacionadas que las coordenadas y números cuánticos de electrones individuales. El desarrollo de este enfoque resultó ser muy oportuno, ya que fue en la década de 1960 cuando comenzó a estudiarse activamente la región menos estudiada entre el ultravioleta cercano y las frecuencias de rayos X, donde caen los espectros de átomos y moléculas excitados de forma múltiple, y los procesos de excitación simultánea de varios electrones dan una imagen cualitativamente diferente a la excitación de un solo electrón [12] . Posteriormente, esta técnica fue aplicada por Fano y sus colaboradores al análisis del efecto de los campos eléctricos y magnéticos en los estados atómicos de Rydberg altamente excitados [13] .

En 1947, Fano introdujo un indicador conocido como el factor Fano ., que determina las desviaciones de la eficiencia de ionización promedio, que es causada en el medio por la radiación, y en 1954, junto con L. Spencer ( L. Spencer ), analizó el espectro de energía al desacelerar electrones rápidos en el medio. También estableció el teorema de Fano de que el flujo de partículas secundarias no depende de las variaciones de densidad en el volumen lleno de radiación primaria. Este hecho juega un papel importante en la dosimetría y ha sido utilizado por la Oficina Nacional de Normas para calcular los parámetros de desaceleración de partículas en varios medios [14] .

En 1957, Fano hizo una contribución significativa a la popularización del concepto de matrices de densidad y representaciones de operadores ( ecuación de Liouville ) en física atómica y molecular, demostrando el poder de estos enfoques [15] . En 1965, junto con W. Lichten , dio una explicación de los procesos de transición de la energía cinética de los átomos en colisión a la energía de excitación de los electrones (el mecanismo Fano-Lichten). Este mecanismo es de gran importancia para la teoría de las transformaciones químicas [16] . En 1969, Fano predijo la polarización del espín de los electrones emitidos por los átomos cuando se exponen a luz polarizada circularmente . Este fenómeno, llamado efecto Fano, se utiliza en el estudio de la estructura de varios materiales utilizando electrones polarizados [13] . Entre las áreas en las que se involucraron Fano y sus alumnos mientras trabajaban en Chicago, se destaca la teoría del defecto cuántico , que se convirtió en un enfoque poderoso para el análisis de espectros complejos como resultado de su trabajo, y la teoría de la distribución angular de electrones. dispersos por varios objetos [17] .

Trabajando con el grupo de Demerez, Fano estudió los efectos de los rayos X en los huevos de la mosca de la fruta . Influenciado por el trabajo de Delbrück con los bacteriófagos , también abordó el tema, que culminó con el descubrimiento de mutantes de E. coli resistentes a virus . La experiencia en el campo de la radiobiología llevó a Fano a darse cuenta de la insuficiencia de una teoría de blancos puramente estadística ( target theory ) para describir los efectos de la radiación en los objetos biológicos y de la necesidad de estudiar en detalle los procesos atómicos y moleculares que ocurren cuando una energía cargada partícula entra en un medio. Entre los resultados obtenidos por los científicos en esta dirección se encuentran la elucidación de las razones por las cuales ciertas sustancias son capaces de aumentar o disminuir el daño por radiación, y la determinación del tiempo requerido para que la célula se recupere del daño [18] .

Premios y membresías

Publicaciones

Libros

Artículos principales

Notas

  1. ↑ Berry, Inokuti y Rau, 2009 , págs. 3-5.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 Berry e Inokuti, 2001 .
  3. ↑ Berry, Inokuti y Rau, 2009 , págs. 5, 7
  4. ↑ Berry, Inokuti y Rau, 2009 , págs. 7-8.
  5. ↑ Berry, Inokuti y Rau, 2009 , pág. ocho.
  6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Inokuti y Rau, 2003 , pág. C98.
  7. ↑ Berry, Inokuti y Rau, 2009 , págs. 8-9.
  8. ↑ Berry, Inokuti y Rau, 2009 , págs. 13-18.
  9. ↑ Berry, Inokuti y Rau, 2009 , págs. 6, 11.
  10. ↑ Vittorini-Orgeas y Bianconi, 2009 .
  11. ↑ Bianconi, 2003 .
  12. ↑ Berry, Inokuti y Rau, 2009 , pág. 12
  13. ↑ 12 Inokuti y Rau, 2003 , pág. C97.
  14. ↑ Berry, Inokuti y Rau, 2009 , pág. diez.
  15. ↑ Berry, Inokuti y Rau, 2009 , págs. 10-11.
  16. ↑ Berry, Inokuti y Rau, 2009 , pág. 13
  17. ↑ Berry, Inokuti y Rau, 2009 , págs. 15-16.
  18. ↑ Berry, Inokuti y Rau, 2009 , págs. 7-8, 10.

Literatura

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