Enrico Fermi (1901-1954) fue el físico italoamericano que logró la primera reacción nuclear en cadena autosostenida de la historia y desempeñó un papel fundamental en el desarrollo de la bomba atómica dentro del Proyecto Manhattan. Premio Nobel de Física en 1938, Fermi combinaba como ningún otro científico de su generación el dominio de la física teórica y la habilidad experimental, una cualidad excepcional que le valió el apodo de "el último hombre que lo sabía todo". Su trabajo en Chicago y Los Álamos fue decisivo para el desenlace de la Segunda Guerra Mundial y abrió la puerta a la era de la energía nuclear.
Primeros años y formación en Roma
Enrico Fermi nació el 29 de septiembre de 1901 en Roma, hijo de Alberto Fermi, un funcionario del Ministerio de Ferrocarriles, y de Ida de Gattis, maestra de escuela. Fue el menor de tres hermanos. La muerte prematura de su hermano mayor Giulio en 1915, durante una operación quirúrgica menor, marcó profundamente al joven Enrico, que canalizó su dolor hacia el estudio obsesivo de la física y las matemáticas.
A los catorce años devoró un tratado de física matemática del siglo XIX escrito en latín que encontró en un mercadillo del Campo de' Fiori, aprendiendo de forma autodidacta conceptos que no se enseñaban hasta la universidad. Su talento llamó la atención de Adolfo Amidei, un ingeniero amigo de su padre, quien le guio en sus lecturas y le recomendó presentarse a la Scuola Normale Superiore de Pisa. Fermi aprobó el examen de ingreso en 1918 con una tesis sobre vibraciones acústicas tan avanzada que el examinador quedó estupefacto al descubrir que el candidato tenía solo diecisiete años.
En Pisa completó su doctorado en 1922 con un trabajo sobre rayos X. A continuación viajó a Gotinga para estudiar con Max Born y a Leiden con Paul Ehrenfest, dos de los grandes centros de la física europea. En 1926, con apenas veinticuatro años, obtuvo la cátedra de Física Teórica en la Universidad de Roma, la primera de Italia. Allí reunió a un grupo de jóvenes físicos brillantes que la historia recuerda como "los chicos de la Via Panisperna", por la calle donde se encontraba el instituto de física.
Los chicos de la Via Panisperna y el Nobel
Durante los años treinta, Fermi y su equipo romano llevaron a cabo una serie de experimentos que transformarían la física nuclear. En 1934, Fermi desarrolló la teoría de la desintegración beta, que explicaba cómo un neutrón se transforma en un protón emitiendo un electrón y una partícula que él llamó "neutrino". Esta teoría, inicialmente rechazada por la revista Nature por ser "demasiado especulativa", se convirtió en uno de los pilares de la física de partículas.
Ese mismo año, Fermi y sus colaboradores —Emilio Segrè, Edoardo Amaldi, Franco Rasetti y Oscar D'Agostino— comenzaron a bombardear elementos con neutrones, descubriendo que los neutrones lentos, frenados al atravesar parafina o agua, eran mucho más eficaces para provocar reacciones nucleares que los rápidos. Este hallazgo, en parte fruto de la intuición y en parte de un experimento improvisado con un bloque de parafina, abría la puerta a la fisión nuclear, aunque Fermi aún no lo sabía.
Cuando bombardearon uranio con neutrones lentos, los resultados fueron desconcertantes: parecían haber creado elementos más pesados que el uranio, los llamados "elementos transuránicos". En realidad, lo que estaban logrando era la fisión del núcleo de uranio, un fenómeno que no sería identificado correctamente hasta 1938 por Otto Hahn y Fritz Strassmann en Berlín. La ironía es que Fermi estuvo a un paso de descubrir la fisión nuclear cuatro años antes, pero la interpretación correcta se le escapó.
En noviembre de 1938, Fermi recibió el Premio Nobel de Física "por sus demostraciones de la existencia de nuevos elementos radiactivos producidos por irradiación de neutrones, y por su descubrimiento de las reacciones nucleares provocadas por neutrones lentos". La ceremonia en Estocolmo se convirtió en la puerta de escape de la Italia fascista: Fermi, cuya esposa Laura Capon era judía, aprovechó el viaje a Suecia para no regresar a Italia. Las leyes raciales de Mussolini, promulgadas ese mismo año, amenazaban directamente a su familia. Desde Estocolmo, los Fermi embarcaron rumbo a Nueva York, donde Enrico aceptó un puesto en la Universidad de Columbia.
De la fisión a la reacción en cadena
La llegada de Fermi a Estados Unidos en enero de 1939 coincidió con la noticia que sacudió al mundo científico: Hahn y Strassmann habían logrado la fisión del uranio. Fermi comprendió de inmediato las implicaciones: si cada fisión liberaba neutrones adicionales capaces de provocar nuevas fisiones, era teóricamente posible una reacción en cadena que liberase cantidades enormes de energía. El concepto de bomba atómica pasó de la ciencia ficción a una posibilidad real.
En Columbia, Fermi comenzó a experimentar con pilas de grafito y uranio para determinar si una reacción en cadena era viable. Junto con Leó Szilárd, el físico húngaro que había convencido a Einstein de firmar la célebre carta al presidente Roosevelt alertando sobre el potencial militar de la fisión, Fermi trabajó en los cálculos teóricos y los experimentos preliminares necesarios. Sin embargo, los recursos en Columbia eran limitados y el progreso, lento.
En 1942, con Estados Unidos ya en guerra y el Proyecto Manhattan en marcha bajo la dirección del general Leslie Groves, los experimentos de Fermi se trasladaron a la Universidad de Chicago, donde se integró en el Laboratorio Metalúrgico, nombre en clave que ocultaba su verdadero propósito: demostrar que una reacción nuclear en cadena controlada era posible.
Chicago Pile-1: el reactor que cambió el mundo
El 2 de diciembre de 1942, bajo las gradas del campo de squash de la Universidad de Chicago, Enrico Fermi y su equipo lograron algo que ningún ser humano había conseguido antes: iniciar y controlar una reacción nuclear en cadena autosostenida. El reactor, bautizado como Chicago Pile-1 (CP-1), era una estructura tosca compuesta por 385 toneladas de grafito y 46 toneladas de uranio y óxido de uranio, apiladas meticulosamente en capas alternas.
La pila carecía de sistema de refrigeración ni de blindaje radiológico adecuado, lo que la convertía en un experimento extraordinariamente arriesgado en pleno corazón de una ciudad de tres millones de habitantes. Arthur Compton, director del Laboratorio Metalúrgico, había autorizado el experimento sin consultar al rector de la universidad ni a las autoridades municipales, consciente de que cualquier consulta habría provocado una negativa inmediata.
Fermi dirigió el experimento con la calma metódica que lo caracterizaba. A las 14:25, ordenó extraer la última barra de control. Los contadores Geiger aceleraron su crepitar y los instrumentos confirmaron que la reacción se sostenía por sí misma. Durante 28 minutos, el reactor funcionó a una potencia minúscula —apenas medio vatio— antes de que Fermi ordenara reintroducir las barras de control. El momento fue celebrado con una botella de Chianti que alguien había guardado para la ocasión.
Arthur Compton telefoneó a James Conant, presidente de Harvard y asesor científico del gobierno, con un mensaje cifrado que se ha hecho célebre: "El navegante italiano acaba de llegar al Nuevo Mundo". Conant preguntó: "Y los nativos, ¿cómo lo han recibido?". Compton respondió: "Todos muy contentos".
La demostración de que la reacción en cadena era posible tuvo consecuencias inmediatas. Por un lado, confirmó que la bomba atómica era factible, acelerando drásticamente el Proyecto Manhattan. Por otro, demostró que la energía nuclear controlada podía tener aplicaciones pacíficas, una posibilidad que Fermi ya contemplaba.
Los Álamos y la bomba
Tras el éxito de Chicago Pile-1, Fermi se trasladó a Los Álamos en el verano de 1944, donde se incorporó al laboratorio secreto dirigido por J. Robert Oppenheimer . En la ciudad secreta de Nuevo México, Fermi ocupó un puesto singular: líder de la División F (la "F" de Fermi), un grupo de consultoría avanzada que abordaba los problemas más difíciles del proyecto. Su capacidad para resolver cuestiones tanto teóricas como experimentales lo convertía en el recurso más valioso del laboratorio.
Los científicos de Los Álamos lo apodaban "el Papa" porque, como el pontífice católico, se consideraba infalible en cuestiones de física. Cuando un problema parecía irresoluble, la frase habitual era "pregúntale a Fermi". Su habilidad para realizar estimaciones rápidas y sorprendentemente precisas con cálculos sencillos —los llamados "problemas de Fermi"— se convirtió en leyenda. La pregunta más famosa de este tipo, "¿cuántos afinadores de pianos hay en Chicago?", se usa todavía hoy en entrevistas de trabajo y cursos de física para enseñar a pensar en órdenes de magnitud.
Fermi participó activamente en los cálculos de la masa crítica del plutonio, en el diseño de la implosión necesaria para detonar la bomba de plutonio y en innumerables problemas técnicos que surgían a diario. El 16 de julio de 1945, estuvo presente en la prueba Trinity, la primera detonación nuclear de la historia, en el desierto de Nuevo México. Mientras otros observadores quedaron paralizados por el espectáculo, Fermi dejó caer pedacitos de papel desde la altura de su mano para medir el desplazamiento que causaba la onda expansiva. Con ese dato y unos cálculos mentales, estimó que la explosión había equivalido a unas 10.000 toneladas de TNT, una cifra notablemente cercana al valor real de 21.000 toneladas, calculado con instrumentos sofisticados horas después.
Las bombas desarrolladas en Los Álamos fueron lanzadas sobre Hiroshima y Nagasaki en agosto de 1945, poniendo fin a la guerra en el Pacífico pero inaugurando una era de terror nuclear que acompañaría al mundo durante décadas.
Posguerra y los últimos años
Terminada la guerra, Fermi rechazó un puesto permanente en Los Álamos y regresó a la Universidad de Chicago, donde se convirtió en profesor del recién creado Instituto de Estudios Nucleares (más tarde renombrado en su honor). A diferencia de muchos de sus colegas que se volcaron en la política científica o en el activismo antinuclear, Fermi prefirió volver a la investigación pura.
Sin embargo, no pudo evitar verse envuelto en una de las controversias más agrias de la posguerra. En 1949, cuando la Unión Soviética detonó su primera bomba atómica, el gobierno estadounidense debatió si desarrollar la bomba de hidrógeno, un arma miles de veces más potente. Oppenheimer se opuso por razones morales y estratégicas. Edward Teller la defendió con pasión. Fermi adoptó una posición matizada: como miembro del Comité Asesor General de la Comisión de Energía Atómica, firmó junto con Isidor Rabi un informe que calificaba la bomba de hidrógeno como "un arma de genocidio" cuyo uso no podía justificarse en ninguna circunstancia. No obstante, cuando el presidente Truman autorizó el desarrollo, Fermi colaboró con los cálculos técnicos necesarios, separando su juicio moral de su deber profesional.
En sus últimos años, Fermi se dedicó a la física de partículas de alta energía, trabajando con el ciclotrón de Chicago y realizando contribuciones pioneras sobre la interacción de piones y nucleones. También formuló lo que se conoce como la paradoja de Fermi: durante un almuerzo en Los Álamos en 1950, mientras conversaba sobre la posibilidad de vida extraterrestre, preguntó a sus colegas: "¿Dónde están todos?". Si el universo está lleno de civilizaciones, argumentaba, ¿por qué no hemos detectado señal alguna de su existencia? La pregunta sigue sin respuesta.
En el otoño de 1954, Fermi fue diagnosticado con cáncer de estómago, probablemente relacionado con su exposición prolongada a la radiación durante décadas de experimentos. Murió el 28 de noviembre de 1954 en Chicago, a los 53 años. El elemento 100 de la tabla periódica, el fermio, fue bautizado en su honor, así como el Fermilab, uno de los laboratorios de física de partículas más importantes del mundo.
Legado de un genio único
Enrico Fermi ocupa un lugar singular en la historia de la ciencia del siglo XX. Mientras que otros físicos del Proyecto Manhattan fueron ante todo teóricos, como Oppenheimer, o experimentales, como Ernest Lawrence, Fermi dominaba ambas facetas con una maestría que sus contemporáneos consideraban sin igual. Alan Turing descifró los códigos del enemigo, Wernher von Braun desarrolló los cohetes que cambiarían la guerra y la exploración espacial, y Fermi abrió la puerta a la era nuclear.
Su legado es ambivalente. El reactor Chicago Pile-1 demostró que la humanidad podía liberar la energía del átomo, una hazaña que hizo posible tanto las centrales nucleares que iluminan ciudades enteras como las armas capaces de destruirlas. Fermi era plenamente consciente de esta dualidad. Poco antes de morir, reflexionó sobre su vida con una frase que condensa el dilema de toda una generación de científicos: "No importa lo que hagamos, la ciencia seguirá adelante. Y lo que los hombres hagan con ella depende de los hombres, no de la ciencia".