Pada 2 Desember 1942, di sebuah lapangan squash di bawah tribun Stadion Stagg Field Universitas Chicago, sekelompok ilmuwan menyaksikan peristiwa yang mengubah sejarah manusia. Di hadapan mereka, reaktor nuklir pertama di dunia bernama Chicago Pile-1 mencapai reaksi berantai yang terkendali dan berkelanjutan untuk pertama kalinya. Pria di balik keberhasilan itu adalah Enrico Fermi, fisikawan Italia yang melarikan diri dari rezim fasis dan kemudian menjadi arsitek utama era atom. Fermi dikenal sebagai satu dari sedikit ilmuwan abad ke-20 yang menguasai fisika teoretis dan eksperimental secara sekaligus, dengan lebih dari 250 makalah ilmiah yang membentang dari fisika kuantum hingga astrofisika energi tinggi.
Biodata & Profil Singkat
| Atribut | Keterangan |
| Nama Lengkap | Enrico Fermi |
| Tanggal Lahir | 29 September 1901, Roma, Kerajaan Italia |
| Tanggal Wafat | 28 November 1954 (53 tahun), Chicago, Amerika Serikat |
| Kebangsaan | Italia, kemudian Amerika Serikat (naturalisasi 1944) |
| Pendidikan | Scuola Normale Superiore, Pisa (laurea fisika, 1922); Universitas Gottingen (postdoktoral) |
| Profesi | Fisikawan teoretis dan eksperimental; profesor Universitas Roma, Universitas Columbia, dan Universitas Chicago |
| Penghargaan Utama | Hadiah Nobel Fisika 1938; Medali Max Planck 1954; Enrico Fermi Award (penghargaan AS yang diberikan pascawafat, penerima pertama) |
| Warisan Abadi | Elemen kimia nomor 100 bernama fermium; Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab); konsep fermion dan statistik Fermi-Dirac; reaktor nuklir pertama Chicago Pile-1 |
Masa Muda di Roma dan Pendidikan di Pisa
Enrico Fermi lahir pada 29 September 1901 di Roma, anak bungsu dari tiga bersaudara pasangan Alberto Fermi, seorang pegawai kereta api, dan Ida de Gattis, guru sekolah dasar. Masa kecil Fermi diwarnai tragedi ketika kakak laki-lakinya, Giulio, meninggal dunia pada 1915 saat menjalani operasi pengangkatan abses tenggorokan. Kehilangan itu membuat Fermi remaja menarik diri dan menenggelamkan diri dalam buku buku fisika dan matematika.
Seorang kolega ayahnya, Adolfo Amidei, memperhatikan bakat luar biasa Fermi dan meminjamkan buku buku fisika lanjutan. Pada usia 17 tahun, Fermi lulus ujian masuk Scuola Normale Superiore di Pisa dengan esai tentang fisika getaran yang dinilai juri setara dengan disertasi doktoral. Ia menyelesaikan laurea pada 1922 dengan tesis tentang difraksi sinar X, dan menerbitkan publikasi ilmiah pertamanya setahun sebelumnya pada usia 20 tahun.
Dari Gottingen ke Roma: Membangun Sekolah Fisika Italia
Setelah meraih gelar doktor, Fermi sempat belajar di Gottingen, Jerman, di bawah Max Born pada 1923, meski ia merasa kurang cocok dengan lingkungan di sana. Pada 1924 ia pindah ke Leiden, Belanda, untuk bekerja dengan Paul Ehrenfest. Dua tahun kemudian, pada 1926, Fermi diangkat sebagai profesor fisika teoretis di Universitas Roma atas rekomendasi Orso Mario Corbino. Pada usia 25 tahun, ia menjadi profesor termuda di Italia untuk bidang tersebut.
Di Roma, Fermi membentuk kelompok fisika muda yang kelak dikenal sebagai “Via Panisperna Boys” (Ragazzi di Via Panisperna). Anggota awalnya meliputi Franco Rasetti, Emilio Segre, Ettore Majorana, Bruno Pontecorvo, dan Eduardo Amaldi. Kelompok ini menjadikan Italia sebagai pusat fisika nuklir terkemuka dunia sebelum perang. Fermi sendiri menerbitkan karya penting tentang distribusi statistik partikel yang kini dikenal sebagai statistik Fermi-Dirac, mengantarkan namanya sebagai bapak konsep fermion.
Penemuan Neutron Lambat dan Hadiah Nobel 1938
Tahun 1934 menjadi titik balik karier eksperimental Fermi. Setelah James Chadwick menemukan neutron pada 1932, Fermi dan timnya di Roma mulai menembakkan neutron ke berbagai unsur kimia. Mereka menemukan bahwa ketika neutron diperlambat melalui parafin atau air (moderator), efisiensi penyerapan oleh inti atom meningkat signifikan. Fenomena neutron lambat (slow neutron) ini menjadi kunci pengembangan reaktor nuklir.
Penemuan ini membuahkan Hadiah Nobel Fisika 1938. Namun tahun yang sama, Italia fasis memberlakukan undang undang rasial yang menyasar istri Fermi, Laura Capon, yang berdarah Yahudi. Fermi pun memutuskan tidak kembali ke Italia setelah menerima Nobel di Stockholm pada Desember 1938. Ia dan keluarganya berangkat ke Amerika Serikat, dan pada 1944 resmi menjadi warga negara AS. Mengenang keputusan itu, Fermi pernah berujar:
“Istilah kristal tidak dapat diproduksi dalam suasana semacam ini. Mereka hanya bisa tumbuh dalam kebebasan mutlak.”
Chicago Pile-1 dan Lahirnya Era Atom
Setibanya di AS, Fermi bergabung dengan Universitas Columbia di New York. Ketika kabar penemuan fisi uranium oleh Lise Meitner, Otto Hahn, dan Fritz Strassmann tiba pada awal 1939, Fermi segera menyadari potensi reaksi berantai untuk senjata dan energi. Ia bersama Leo Szilard dan Albert Einstein mendorong pemerintah AS untuk memulai program penelitian bom atom.
Pada 1942, Fermi pindah ke Universitas Chicago dan memimpin pembangunan Chicago Pile-1, reaktor eksperimental yang disusun dari lapisan grafit dan uranium di bawah tribun Stadion Stagg Field. Pada 2 Desember 1942 pukul 15.25, reaktor itu mencapai kritikalitas, menghasilkan reaksi berantai mandiri pertama yang dikendalikan manusia. Kompton, petinggi proyek, lalu menelepon James Conant dengan pesan tersandi:
“Navigator Italia telah tiba di dunia baru.”
Chicago Pile-1 hanya menghasilkan daya 0,5 watt saat percobaan pertama, namun membuka jalan bagi Proyek Manhattan dan seluruh industri energi nuklir.
Peran dalam Proyek Manhattan dan Los Alamos
Setelah kesuksesan Chicago Pile-1, Fermi bergabung dengan Laboratorium Nasional Los Alamos pada 1944 sebagai kepala Divisi F (Fermi Division). Di sana ia menjadi penasihat senior bagi J. Robert Oppenheimer dan terlibat dalam perhitungan kritikalitas serta desain bom. Fermi dikenal memiliki kemampuan luar biasa melakukan estimasi cepat dengan kertas dan pensil, metode yang kini dikenal sebagai “Fermi problem” atau “Fermi estimation”.
Pada uji coba Trinity di New Mexico, 16 Juli 1945, Fermi melakukan eksperimen kecil yang terkenal. Ia menjatuhkan beberapa lembar kertas kecil saat ledakan terjadi, mengukur perpindahan kertas akibat gelombang kejut, dan memperkirakan hasil ledakan mencapai 10 kiloton TNT, angka yang relatif dekat dengan pengukuran resmi 21 kiloton. Setelah bom atom dijatuhkan di Hiroshima dan Nagasaki, Fermi menyatakan kekhawatiran etisnya dan menentang pengembangan bom hidrogen, meski ia tetap terlibat sebagai penasihat pemerintah.
Akhir Hayat dan Warisan
Setelah perang, Fermi kembali ke Universitas Chicago dan bergabung dengan Institute for Nuclear Studies yang kemudian dinamai Enrico Fermi Institute. Ia melanjutkan penelitian tentang mesin akselerator partikel, fisika sinar kosmis, dan teori unsur. Pada 1949, pada usia 48 tahun, Fermi masih aktif berkontribusi pada teori superfluiditas dan asal usul sinar kosmis. Ia juga terkenal sebagai pengajar yang luar biasa, dengan murid murid yang kelak meraih Nobel seperti Chen Ning Yang, Murray Gell Mann, dan Jack Steinberger.
Pada 1954, kesehatan Fermi menurun karena kanker perut, kemungkinan akibat pajanan radiasi bertahun tahun dalam penelitiannya. Ia meninggal pada 28 November 1954 di kediamannya di Chicago. Dua bulan sebelum meninggal, pada September 1954, ia masih mengajar kursus pascasarjana. Doksumen dokumen pribadi dan catatannya disimpan di Library of Congress.
Warisan Ilmiah dan Institusional
Warisan Fermi melampaui masa hidupnya. Elemen kimia nomor 100 bernama fermium diumumkan pada 1955 untuk menghormatinya. Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) di Batavia, Illinois, yang diresmikan pada 1974, menjadi pusat fisika partikel energi tinggi terkemuka dunia. Departemen Energi AS memberlakukan Enrico Fermi Award sejak 1956 sebagai penghargaan tertinggi pemerintah bagi ilmuwan nuklir.
Dalam fisika, konsep fermion (partikel dengan spin setengah bilangan bulat) dan statistik Fermi-Dirac menjadi dasar pemahaman materi pada tingkat atom. Teori beta decay Fermi tahun 1933 tetap menjadi landasan interaksi lemah dalam fisika partikel. Selain itu, pertanyaan ironis Fermi tentang keberadaan kehidupan cerdas di luar angkasa, yang disampaikan dalam perjalanan makan siang di Los Alamos pada 1950, kini dikenal sebagai “Paradoks Fermi”:
“Di mana mereka semua?”
Referensi
Atomic Heritage Foundation. (2016). Enrico Fermi. National Museum of Nuclear Science & History. https://ahf.nuclearmuseum.org/ahf/profile/enrico-fermi/
Cooper, D. (2000). Enrico Fermi: And the Revolutions of Modern Physics. Oxford University Press. https://global.oup.com/academic/product/enrico-fermi-9780195117622
Enrico Fermi Institute. (2024). History of the Enrico Fermi Institute. The University of Chicago. https://efi.uchicago.edu/about/history/
Nobel Prize Outreach. (2024). Enrico Fermi: Facts. Nobel Foundation. https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1938/fermi/facts/
Segre, E., & Hooper, N. (1972). Enrico Fermi, Physicist. University of Chicago Press. https://press.uchicago.edu/ucp/books/book/chicago/E/bo3684546.html
U.S. Department of Energy. (2024). Enrico Fermi Award. U.S. Department of Energy Office of Science. https://science.osti.gov/fermi-award
