Enrico Fermi ocupă un loc aparte în istoria secolului XX, el fiind cel care, dedesubtul unui stadion de fotbal din Chicago, a realizat, în 1942, prima reacţie nucleară autoîntreţinută, controlată de om - pasul iniţial care a condus la construirea bombei atomice. Mult timp înainte de aceasta, Fermi devenise o figură centrală în fizica modernă.

În anii '20 el a dezvoltat o metodă statistică de analiză a particulelor subatomice, folosită şi astăzi. Iar atunci când dezintegrarea beta, emisia de electroni dintr-un nucleu radioactiv, i-a uluit pe fizicieni, Fermi a furnizat o explicaţie senzaţională: existenţa unei noi forţe în natură - forţa slabă („Forţa slabă", care apare în fenomenul de dezintegrare radioactivă, este perechea opusă a „forţei tari", care menţine integritatea nucleului.).

De-a lungul anilor '30, Fermi a condus o serie de experimente de transformare a unor elemente chimice variate în izotopi radioactivi. Deşi realizările sale nu sunt comparabile cu cele ale lui James Clerk Maxwell, Albert Einstein sau Niels Bohr, totuşi, aşa cum scriu Lloyd Motz şi Jefferson Weaver, „Cu extraordinara sa inteligenţă şi interesul său arzător pentru toate ramurile fizicii, cu autoritatea dobândită în fizica neutronilor, Fermi a devenit liderul necontestat al fizicii nucleare".

Născut la Roma, pe 29 septembrie 1901, Enrico Fermi a fost cel mai mic dintre cei trei copii ai lui Alberto Fermi, director în administraţia căilor ferate, şi ai învăţătoarei Ida de Gattis. Fermi a rămas multă vreme apropiat de familia sa ce aparţinea clasei de mijloc, dedicată muncii, laică şi austeră. A excelat foarte devreme în matematică şi ştiinţe, vădind un talent deosebit la mecanică, o trăsătură comună cu mulţi alţi fizicieni, remarcându-se totodată printr-o memorie excepţională.

În copilărie, el şi fratele său construiau motoare şi jucării electrice; în acelaşi timp, Enrico învăţa pe de rost părţi din Divina Comedie a lui Dante şi din satira epică a lui Ariosto, Orlando Furioso (o favorită şi a lui Galileo Galilei).

Deşi începuse să studieze fizica matematică încă din primii ani ai adolescenţei, el a fost propulsat hotărâtor în această direcţie de moartea bruscă a fratelui său, de care fusese foarte apropiat. Enrico avea atunci paisprezece ani.

În 1918, Fermi beneficiază de o bursă care-i permite să frecventeze Şcoala Normală Superioară de la Universitatea din Pisa. Obţine doctoratul în fizică în 1922, absolvind magna cum laude. La acea dată era deja bine informat cu privire la fizica atomică, ale cărei baze abia fuseseră puse. De fapt, îi cunoştea mai bine pe fizicienii contemporani decât pe profesorii săi.

La vârsta de douăzeci şi doi de ani era considerat o personalitate de o anume importanţă în Italia. Fermi şi-a dezvoltat o capacitate impresionantă de a depune o muncă susţinută, calitate care avea să-l caracterizeze toată viaţa. In 1927, după un an de studiu asupra teoriei cuantice cu Max Born la Universitatea din Gottingen, Fermi s-a întors în Italia în calitate de conferenţiar la Universitatea din Florenţa.

Prima mare contribuţie a lui Fermi în domeniul fizicii, respectiv în mecanica cuantică, datează de la jumătatea anilor '20. Fermi a sugerat că „principiul excluziunii", propus de Wolfgang Pauli în 1925, care limitează posibilităţile de poziţionare a unui electron în jurul nucleului atomic, poate fi aplicat şi la explicarea comportării atomilor în gaz. Această idee, care a devenit cunoscută drept statistica Fermi-Dirac, a fost transformată ulterior într-un instrument deosebit de important în statistica cuantică.

În 1926 Fermi devine primul profesor pe viaţă de fizică teoretică al Universităţii din Roma. Avansarea lui rapidă în ierarhia mondială a fizicienilor a reprezentat o adevărată renaştere a fizicii în Italia. In 1928 a publicat lucrarea „Introducere în fizica atomică”. În 1929 este primit în Academia Regală din Italia de către dictatorul fascist Benito Mussolini, devenind cel mai tânăr membru al acesteia.

Poate cea mai importantă realizare a lui Fermi, înregistrată către sfârşitul anului 1933, o constituie teoria dezintegrării beta. În acest proces natural, care are loc în orice particulă radioactivă, nucleul particulei emite electroni. Mecanica nucleului părea încălcată, deoarece, aparent, emisia de electroni nesocotea principiul conservării energiei.

Ca şi în cazul modelului atomic Bohr-Rutherford, unde nu era clar de ce electronii aflaţi pe presupusele lor orbite nu se prăbuşesc pe nucleul atomic, dezintegrarea beta ridica întrebarea de ce nucleul îşi păstrează integritatea în ultimă instanţă. Fermi a arătat că dezintegrarea beta presupune crearea simultană a unui electron şi a unui neutrino - o particulă fără masă, a cărei existenţă a postulat-o şi pe care a denumit-o astfel la începutul anilor '30 (a fost descoperită experimental în 1956).

Astfel, cu toate că nucleul atomic nu conţine electroni, totuşi, în fenomenul de dezintegrare el emite electroni şi energie. Fermi a avansat ipoteza că o forţă slabă, mai puternică decât cea gravitaţională, dar mult mai slabă decât forţa electromagnetică, este responsabilă pentru dezintegrarea beta. Deşi revista britanică Nature a refuzat să publice articolul lui Fermi asupra dezintegrării beta, acesta a avut un puternic impact după apariţia sa în Italia. Datorită remarcabilei lui capacităţi de a-şi argumenta ipoteza, fizicienii au fost dispuşi să accepte conceptul unei noi forţe fundamentale în natură.

În 1934, experimentele realizate de Irene şi Jean Frederic Joliot-Curie au demonstrat că prin bombardarea nucleelor elementelor cunoscute pot fi create elemente radioactive. A fost o descoperire deschizătoare de drumuri, care 1-a determinat pe Fermi să se întoarcă în laborator. Folosind neutroni încetiniţi prin trecerea prin parafină pentru a le creşte puterea, el a creat un număr de izotopi radioactivi şi le-a cercetat proprietăţile.

Regimul fascist din Italia era de mult instituit, dar alianţa lui Benito Mussolini, din 1936, cu Germania nazistă a avut un efect descurajant asupra comunităţii academice. Fermi a evitat să-şi publice articolele în Germania şi a strâns legăturile cu americanii. În 1938 Italia a început propria sa campanie antisemită şi, deşi Fermi nu manifesta un interes deosebit faţă de politică, îşi făcea griji pentru soţia sa, Laura, care era evreică.

Atunci când, în acelaşi an, Fermi a primit Premiul Nobel pentru cercetările sale experimentale asupra radioactivităţii artificiale, el s-a decis să emigreze în Statele Unite. După ce a călătorit la Stockholm ca să-şi încaseze premiul, nu s-a mai întors la Roma, ci a plecat spre New York, unde a sosit pe 2 ianuarie 1939. A preluat postul de profesor de fizică la Columbia University şi s-a stabilit la Leonia, în New Jersey.

În 1939, descoperirea fisiunii atomice, de care Fermi fusese foarte aproape cu câţiva ani înainte, a revelat fizicienilor posibilitatea dramatică de a crea reacţii în lanţ cu un mare potenţial exploziv. Deşi nu a identificat fisiunea în timpul experimentelor de bombardare cu neutroni a elementelor, desfăşurate în anii '30, Fermi a avut o intuiţie extraordinară în privinţa comportării atomilor. Chiar dacă iniţial refuzase să se implice, Fermi s-a mutat la Universitatea din Chicago în 1942 şi a devenit figura centrală în dezvoltarea experimentală şi teoretică a bombei atomice.

Fermi a coordonat activitatea preliminară de construire a unei „pile atomice" (termen inventat de el), pentru a crea o reacţie nucleară „auto-întreţinută", la Stagg Field, Universitatea din Chicago. Folosind uraniu pur şi oxid de uraniu, pila era constituită din peste 18 tone de cuburi de grafit, folosite pentru a difuza energia nucleară în toată structura, cu bare de cadmiu introduse în interior pentru a controla reacţia. După îndepărtarea barelor, la 2 decembrie 1942, pila a atins masa „critică" vreme de douăzeci şi opt de minute. A fost prima reacţie nucleară în lanţ controlată din lume.

Sub pseudonimul Henry Farmer, Fermi a devenit consilier general al Proiectului Manhattan, la Los Alamos, Mexico, în vara anului 1944. El a participat la aşa-numita Trinity, explozia test a bombei, la 16 iulie 1945.

Potrivit unei cunoscute anecdote, înaintea detonării, el a împrăştiat bucăţele de hârtie pe pământ pentru a evalua forţa bombei în funcţie de felul în care acestea vor fi răvăşite de suflul exploziei.

După terminarea celui de-al doilea război mondial Fermi s-a întors la Universitatea din Chicago şi a preluat catedra de profesor la Institutul pentru Studii Nucleare. Autoritate incontestabilă în domeniul ştiinţei, Fermi reprezenta un adevărat magnet pentru studenţii la fizică. Câţiva dintre foştii studenţi ai lui Fermi au devenit laureaţi Nobel, inclusiv Murray Gell-Mann. Către sfârşitul vieţii, Fermi a manifestat interes pentru domeniul, nou la acea epocă, al fizicii particulelor.

La începutul epocii McCarthy, Fermi, spre deosebire de prietenul său Edward Teller, a depus mărturie în favoarea lui J. Robert Oppenheimer.

Fermi a primit numeroase onoruri în cursul vieţii sale. Ca o încununare a meritelor sale în domeniul fizicii experimentale, a fost denumită fermion particula elementară care respectă statistica Fermi-Dirac; electronul şi protonul, de exemplu, sunt fermioni. Elementul cu numărul 100 din tabelul periodic, descoperit în 1952, poartă denumirea fermium. Fermi-ul, o unitate de măsură a lungimii foarte mică, egală cu 10-13 cm, este folosit în fizica nucleară.

Enrico Fermi a murit de cancer la stomac la 30 noiembrie 1954. Când colegul şi biograful său Emilio Segre l-a vizitat la spital, Fermi măsura debitul lichidului din tubul său intravenos, numărând picăturile de fluid şi cronometrîndu-le căderea.