Различают обратимое и необратимое ингибирование Ф. В случае обратимого ингибирования (например, действие малоновой кислоты на сукцинатдегидрогеназу) активность Ф. восстанавливается при удалении ингибитора диализом или иным способом. При необратимом ингибировании действие ингибитора, даже при очень низких его концентрациях, усиливается со временем и в конце концов наступает полное торможение активности Ф. Ингибирование Ф. может быть конкурентным и неконкурентным. При конкурентном ингибировании ингибитор и субстрат конкурируют между собой, стремясь вытеснить один другого из фермент-субстратного комплекса. Действие конкурентного ингибитора снимается высокими концентрациями субстрата, в то время как действие неконкурентного ингибитора в этих условиях сохраняется. Действие на Ф. специфических активаторов и ингибиторов имеет большое значение для регулирования ферментативных процессов в организме.
Классификация и номенклатура ферментов.По рекомендации Международного биохимического союза, Ф. разделяют на 6 классов: 1) оксидоредуктазы, 2) трансферазы, 3) гидролазы, 4) лиазы, 5) изомеразы, 6) лигазы. Рекомендована следующая нумерация Ф. Шифр (индекс) каждого Ф. содержит 4 числа, разделённых точками. Первая цифра указывает класс, вторая – подкласс, третья – подподкласс, четвёртая – порядковый номер в данном подподклассе. Так, Ф. аргиназа, расщепляющий аргинин на орнитин и мочевину, имеет шифр 3.5.3.1, т. е. относится к классу гидролаз, подклассу Ф., действующих на непептидные С–N-cвязи, и подподклассу Ф., расщепляющих эти связи в линейных (не циклических) соединениях.
Класс оксидоредуктаз включает Ф., катализирующие окислительно-восстановительные реакции, и разделяется на 14 подклассов в зависимости от природы той группы в молекуле субстрата, которая подвергается окислению (спиртовая, альдегидная, кетонная и т.д.). Подподклассы оксидоредуктаз индексируются в зависимости от типа участвующего в реакции акцептора водорода (электронов) – кофермента, цитохрома, молекулярного кислорода и т.д. Т. о., первые три цифры шифра определяют тип Ф., так, например, 1.2.3 обозначают оксидоредуктазу, действующую на альдегид с молекулярным кислородом в качестве акцептора электронов. Класс трансфераз, объединяющий Ф., катализирующие реакции переноса групп, подразделяется на 8 подклассов в зависимости от природы переносимых групп, которыми могут быть одноуглеродные или гликозильные остатки, азотистые или содержащие серу группы и т.д. У трансфераз третья цифра характеризует тип переносимых групп (например, одноуглеродная группа может быть метилом, карбоксилом, формилом и т.д.). К гидролазам принадлежат Ф., катализирующие гидролитическое расщепление различных соединений; разделяются на 9 подклассов в зависимости от типа гидролизуемой связи – сложноэфирной, пептидной, гликозидной и т.д. Третья цифра у гидролаз уточняет тип гидролизуемой связи. Лиазы – Ф., отщепляющие от субстрата ту или иную группу (негидролитическими путями) с образованием двойной связи или, наоборот, присоединяющие группы к двойным связям. У лиаз 5 подклассов, вторая цифра шифра обозначает тип подвергающейся разрыву связи (углерод – углерод, углерод – кислород и т.д.), а третья – тип отщепляемой группы. Изомеразы, катализирующие реакции изомеризации, разделяются на 5 подклассов в зависимости от типа катализируемой реакции; третья цифра шифра детализирует характер превращения субстрата. Лигазами (или синтетазами) называются Ф., которые катализируют соединение двух молекул, сопряжённое с расщеплением пирофосфатной связи в молекуле аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) или аналогичного трифосфата. Первая цифра шифра лигаз обозначает тип вновь образуемой связи (углерод – азот, углерод – кислород и т.д.), а вторая – природу образующегося соединения.
Классификация и номенклатура Ф., кроме шифра, включает также систематические и тривиальные (рабочие) названия. Так, например, систематическое название карбоксилаза 2-оксокислот соответствует уже упоминавшемуся тривиальному название пируватдекарбоксилаза, а систематическое название
L-apгинин – амидиногидролаза – рабочему название аргиназа.
Регуляция ферментативных процессов.Действие Ф. в организме осуществляется путём регуляции их синтеза и активности. Свойственный данному организму набор Ф. определяется его генетической природой. Однако он может изменяться под влиянием различных внутренних и внешних факторов – мутаций, действия ионизирующей радиации, состава газовой среды, условий питания и т.д. Так, в результате мутаций возникают т. н.
(например, алкаптонурия). При этом наследственном заболевании у больных с мочой выделяется гомогентизиновая кислота, образующаяся в результате превращений аминокислоты
.Гомогентизиновая кислота накапливается в организме и выделяется с мочой вследствие того, что у больных алкаптонурией утеряна способность к синтезу двух Ф., катализирующих её дальнейшее окисление, – параоксифенилпируватоксидазы и оксидазы гомогентизиновой кислоты. Влияние условий питания организма на его ферментный аппарат особенно наглядно прослеживается у микроорганизмов. Например, кишечная палочка при росте на питательной среде, содержащей глюкозу, синтезирует только следы b-галактозидазы. В присутствии же различных b-галактозидов образуются значительные количества этого Ф. – до 6–7% от всех содержащихся в клетке белков. Ф., новообразование или усиление синтеза которых происходит под влиянием какого-либо соединения, называются
.Под влиянием др. соединений может происходить подавление синтеза Ф., называемое репрессией. В животном организме индукция и репрессия синтеза Ф. осуществляется не только под влиянием соответствующих субстратов и метаболитов, но и под влиянием гормонов. Так, синтез глюкозо-6-фосфатазы, принимающей участие в синтезе глюкозы в печени, индуцируется гормонами тироксином и кортизоном, но репрессируется инсулином. Общая теория индукции и репрессии биосинтеза на генетическом уровне дана французскими учёными Ф.
и Ж.
(см.
)
. Водном организме один и тот же Ф. может быть представлен различными молекулярными формами. Такие разнообразные формы Ф., катализирующие одну и ту же реакцию, но различающиеся по физическим, химическим и иммунологическим свойствам, называются
.Синтез изоферментов определяется генетическими факторами, но может изменяться под влиянием условий существования организма. Т. о., факторы, от которых зависят концентрация и активность Ф. в организме, так же разнообразны, как и условия его существования. Это прежде всего водный, газовый, температурный, кислотный и световой режим среды, а также концентрация субстратов и различных кофакторов, необходимых для действия Ф., наличие активаторов и ингибиторов, концентрации метаболитов и, наконец, у высших многоклеточных организмов это нервная и гормональная регуляция ферментативной активности.
Примером влияния условий существования организма на активность Ф. может служить
–прекращение брожения под действием кислорода. Активность многих Ф. регулируется по аллостерическому принципу. У таких Ф. имеется т. н. аллостерический центр, присоединяясь к которому определённый метаболит – эффектор вызывает изменение структуры активного центра, вследствие чего активность Ф. снижается или повышается.
Некоторые Ф. находятся в клетке в виде многоферментных комплексов. В таких многоферментных ансамблях активность каждого отдельного Ф. строго координирована и регулируется др. Ф., входящими в состав данного комплекса. Примером многоферментного комплекса может служить пируватдегидрогеназа, состоящая из 16 молекул пируватдекарбоксилазы, 8 молекул дигидролипоилдегидрогеназы и 4 агрегатов липоатацетилтрансферазы, каждая из которых состоит из 16 субъединиц. Решающую роль в регуляции активности Ф. в клетке играют различные субклеточные структуры – митохондрии, микросомы, лизосомы и т.д., и белковолипидные мембраны, отделяющие их от цитоплазмы. Многие Ф. вмонтированы в этих мембранах в виде многоферментных ансамблей.
Практическое значение ферментов.Ферментативные процессы являются основой многих производств: хлебопечения, виноделия, пивоварения, сыроделия, производства спирта, чая, уксуса. С начала 20 в. по предложению япон. учёного Д. Такамине в спиртовой и др. отраслях промышленности началось применение ферментных препаратов, получаемых из плесневых грибов или бактерий. В ряде стран этот способ широко используется для осахаривания с помощью амилаз крахмалистого сырья с целью получения кристаллической глюкозы или его сбраживания на спирт. Концентрированные амилолитические препараты Ф. из плесневых грибов при добавке в тесто приводят к улучшению качества хлеба и ускорению технологического процесса. Препараты протеолитических Ф., получаемых из микроорганизмов, употребляются в кожевенной промышленности для удаления волос и мягчения сырья, а в сыродельной промышленности – для замены дефицитного сычужного фермента (
)
.Препараты микробных пектолитических Ф. широко используют при производстве соков (выход плодового сока повышается на 10–20%). Всё большее применение очищенные
находят в медицине. В научных исследованиях и в клинической практике высокоочищенные ферментные препараты служат в качестве специфических средств биохимического анализа (см.
)
.Весьма перспективно применение т. н. иммобилизованных Ф., которые связываются каким-либо носителем, образующим с данным Ф. нерастворимый комплекс. При подборе соответствующего носителя можно получить иммобилизованный Ф. с высокой активностью, устойчивый по отношению к денатурирующим агентам. Колонка, заполненная иммобилизованным Ф., может быть многократно использована для проведения соответствующей реакции. Иммобилизованные Ф. находят всё более широкое применение в аналитической практике и биохимической технологии.
Лит.:Ферменты, М., 1964; Диксон М., Уэбб Э., Ферменты, пер. с англ., М., 1966; Номенклатура ферментов, пер. с англ., М., 1966; Бернхард С., Структура и функция ферментов, пер. с англ., М., 1971; Структура и функция ферментов, в. 1–2, М., 1972–73; Фениксова Р. В., Биохимические основы получения и применения ферментных препаратов, в кн.: Техническая биохимия, М., 1973; Кретович В. Л., Введение в энзимологию, 2 изд., М,, 1974; Аллостерические ферменты, М., 1975; Ферменты медицинского назначения, Л., 1975; Ферментные препараты в пищевой промышленности, М., 1975; Advances in enzymology and related areas of molecular biology, v. 1–43, N. Y., 1941–75; Methods in enzymology, v. 1–36, N. Y., 1955–75.
В. Л. Кретович.
Рис. к ст. Ферменты.
Рис. к ст. Ферменты.
Первичная структура (последовательность аминокислотных остатков) фермента рибонуклеазы из поджелудочной железы быка. Чёрным обозначены 4 дисульфидных мостика, скрепляющих полипептидную цепь фермента.
Рис. к ст. Ферменты.
Фермер
Фе'рмерв капиталистических странах, предприниматель в сельском хозяйстве, владелец с.-х. предприятия (см.
).
Фермерское хозяйство
Фе'рмерское хозя'йствов капиталистических странах, частное товарное с.-х. предприятие предпринимательского типа, ведущееся на собственной или арендованной земле. Как правило, связано с хуторским характером поселения. Цель ведения Ф. х. – получение денежного дохода в форме прибыли. Возникло с развитием капитализма, с вовлечением сельского хозяйства в систему рыночных отношений. Отмечая историческую прогрессивность Ф. х. как формы капиталистического хозяйствования на земле, В. И. Ленин подчёркивал, что «основой капиталистического земледелия становится свободный фермер на свободной, т. е. очищенной от всего средневекового хлама, земле» (Полное собрание соч., 5 изд., т. 17, с. 150), что фермер – это предприниматель в земледелии (см. там же). Различия в генезисе, степени развитости, социально-экономическом содержании Ф. х. в разных странах определяются особенностями и уровнем развития капиталистических производственных отношений в сельском хозяйстве, а также характером и степенью использования труда (семейного и наёмного), условиями землепользования, уровнем индустриализации с.-х. производства, объёмом капиталовложений, степенью производственной специализации, товарности, интенсивностью межотраслевых и межхозяйственных связей.
Наиболее раннее и полное развитие Ф. х. получило в странах, для которых был характерен т. н. американский путь развития капитализма в сельском хозяйстве (США, Канада, Австралия, Новая Зеландия), где оно возникло в результате колонизации как свободных, так и захваченных у туземного населения земель. В большинстве западноевропейских стран становление Ф. х. происходило в условиях прусского пути развития капитализма в сельском хозяйстве (см.
)
,в ходе длительной эволюции помещичьих хозяйств в крупные капиталистические предприятия, а крестьянства либо в наёмных рабочих, либо в сельскую буржуазию (фермеров). Исключение составляла Великобритания, где в связи с полной ликвидацией крестьянской земельной собственности в результате огораживаний (17 в.) Ф. х. (главным образом на арендованной земле) раньше, чем в др. странах Зап. Европы, стало господствующей формой с.-х. производства. В 20–30-х гг. 20 в. сельское хозяйство США, Канады, Новой Зеландии, Великобритании, а в 50–60-х гг. и западноевропейских развитых капиталистических стран перешло к машинной стадии производства, в результате чего фермеры стали основными производителями товарной с.-х. продукции в этих странах. Оно целиком основано на товарно-денежных отношениях и подчинено действию законов капиталистической
.Развитие сельского хозяйства на индустриальной основе привело к резкому увеличению фондовооружённости и капиталоемкости Ф. х., экономическая жизнестойкость которых стала определяться нормой накопления капитала. Чтобы выдержать конкурентную борьбу, фермеры должны постоянно расширять выпуск товарной продукции путём совершенствования хозяйственной деятельности, роста механизации, интенсификации, специализации производства на базе непрерывного увеличения капиталовложений, а также за счёт концентрации земли в одном хозяйстве. Так, в США в 1974 средний размер одной фермы составлял 180
га(в 1940
–70
га,в 1910 – 55
га); в Великобритании в 1973 – около 50
га(в 1960 – 32
га), во Франции – 23
га(в 1956 – 14
га), в Дании и Швеции – 22
га(в 1951 – 15
гаи в 1956 – 13
гасоответственно), в ФРГ – 13
га, в Нидерландах – 14
га(в 1950 – 8 и 10
гасоответственно). Рост концентрации производства усиливает процесс расслоения фермерства, вызывая массовое разорение и ликвидацию мелких и рост экономической мощи крупных Ф. х. Так, в США в 1950 фермы со стоимостью товарной продукции в 10 тыс. долл., составлявшие 32,6% всех ферм, давали 75,4% товарной продукции сельского хозяйства; в 1974 те же фермы (48,9% общего числа хозяйств) производили 95,1% продукции, в том числе крупнокапиталистические (со стоимостью годового производства свыше 40 тыс. долл., 16,6% всех ферм) – 71,1% товарной продукции (в 1950 таких ферм было 2,8% и их удельный вес в производстве составлял 26,7%). В 6 странах Зап. Европы – основателях Европейского экономического сообщества – в конце 60-х гг. 13,4% суммарного числа с.-х. предприятий (с годовой поставкой товарной продукции на сумму свыше 7,5 тыс. расчётных единиц ЕЭС) обеспечивали свыше 50% поставок продукции сельского хозяйства. В Великобритании в 1970 10% Ф. х. производили 50% товарной продукции.
В доиндустриальный период развития сельского хозяйства основная масса Ф. х. велась на базе использования труда наёмных рабочих. С переходом сельского хозяйства к машинной стадии в издержках производства падает доля живого и растет удельный вес овеществленного труда, роль постоянного капитала значительно возрастает. Рост
сопровождается уменьшением доли наёмных рабочих, которая в 60–70-х гг. 20 в. в общем числе занятых в сельском хозяйстве почти всех развитых капиталистических стран была ниже, чем владельцев сельскохозяйственных предприятий и семейных рабочих [см.
]
.В начале 70-х гг. в США наёмные рабочие обеспечивали немногим более 25% всех трудовых затрат в производстве с.-х. продукции, в 6 странах – основателях ЕЭС – 23,2%, в Швеции – 12,6%, в Дании – 11,9% и т.д. По мере роста концентрации с.-х. производства наёмный труд всё в большей степени сосредоточивается в крупных капиталистических хозяйствах. Фактическое использование наёмного труда в Ф. х. характеризуется более высокими показателями, т.к. часть трудовых затрат в них осуществляется наёмными рабочими др. отраслей через оказание различного рода производств, услуг специализированными несельскохозяйственными фирмами. Многие Ф. х. (и в первую очередь крупные специализированные) втянуты в систему экономических межотраслевых связей, организуемых крупными промышленными компаниями и кооперативами на основе
.Развитие этих связей ведёт к потере экономической самостоятельности Ф. х., которые превращаются в составную часть крупных капиталистических
.См. также ст.
.
Лит.:Ленин В. И., Экономическое содержание народничества и критика его в книге г. Струве, Полн. собр. соч., 5 изд., т. 1; его же, К характеристике экономического романтизма, там же, т. 2; его же, Развитие капитализма в России, там же, т. 3; его же, Марксистские взгляды на аграрный вопрос в Европе и России, там же, т. 7; его же, Аграрная программа социал-демократии в первой русской революции 1905–1907 годов, там же, т. 16; его же, Аграрный вопрос в России к концу XIX века, там же, т. 17; его же, Новые данные о законах развития капитализма в земледелии, там же, т. 27; Развитые капиталистические страны: проблемы сельского хозяйства, М., 1969; Надель С. Н., Социальная структура современной капиталистической деревни, М., 1970; Мартынов В. А., Сельское хозяйство США и его проблемы. (Научно-техническая революция и аграрные отношения), М., 1971; Сельское хозяйство капиталистических и развивающихся стран, М., 1973; Последствия индустриализации сельского хозяйства в странах Западной Европы, М., 1975.
В. Д. Мартынов.
Ферми (древн. город)
Фе'рми,Терми, древний город на о. Лесбос эпохи энеолита и ранней бронзы (начала 3-го тыс. до н. э. – около 1200 до н. э.). Раскапывался в 1929–33 английским учёным У. Лэмбом. 5 последовательных напластований показывают непрерывный рост Ф. от небольшого городка с двухкомнатными домами и меднолитейным производством к крупному городу с оборонит, стенами, мощёными улицами, бронзолитейным делом (около 25 в. до н. э.). Во 2-м тыс. до н. э. – один из очагов
,в 14–13 вв. до н. э. – центр почитания
.
Лит.:Lamb W., Excavations at Thermi in Lesbos, Camb., 1936.
Ферми (единица длины)
Фе'рми,внесистемная единица длины, равная 10
-13
см.Названа в честь Э.
.Применяется в ядерной физике.
Ферми поверхность
Фе'рми пове'рхность,изоэнергетическая поверхность в пространстве квазиимпульсов
р, отделяющая область запятых электронных состоянии металла от области, в которой при
Т= 0 К электронов нет. За большинство свойств
ответственны электроны, расположенные на Ф. п. и в узкой области пространства
вблизи неё. Это связано с высокой концентрацией электронов проводимости в металле, плотно заполняющих уровни в зоне проводимости (см.
,
)
.Каждый металл характеризуется своей Ф. п., причём формы поверхностей разнообразны (
рис.
). Для «газа свободных электронов» Ф. п. – сфера. Объём, ограниченный Ф. п. W
F(приходящейся на 1
в пространстве квазиимпульсов), определяется концентрацией
nэлектронов проводимости в металле: 2W
F
/(2p
)
3
=
n.Средние размеры Ф. п. для хороших металлов ~
/
a, где
–
, а –постоянная решётки, обычно
n»
1/
a
3. У большинства металлов, кроме большой Ф. п., обнаружены малые полости, объём которых значительно меньше, чем (2p
)
3
n
/2. Эти полости определяют многие квантовые свойства металлов в магнитном поле (например,
). У
объём Ф. п. мал по сравнению с размерами элементарной ячейки в пространстве квазиимпульсов. Если занятые электронами состояния находятся внутри Ф. п., то она называется электронной, если же внутри Ф. п. электронные состояния свободны, то такая поверхность называется дырочной. Возможно одновременное существование обеих Ф. п. Например, у Bi Ф. п. состоит из 3 электронных и 1 дырочного эллипсоидов. В Ф. п. находит отражение
.В частности, они периодичны с периодом 2p
b,где
b –произвольный вектор обратной решётки. Все Ф. п. обладают центром симметрии. Встречаются Ф. п. сложной топологии (с самопересечениями), которые одновременно являются и электронными, и дырочными. Если Ф. п. непрерывно проходит через всё пространство квазиимпульсов, она называется открытой. Если Ф. п. распадается на полости, каждая из которых помещается в одной элементарной ячейке пространства квазиимпульсов, она называется замкнутой, например у Li, Au, Си, Ag – открытые Ф. п., у К, Na, Rb, Cs, In, Bi, Sb, Al – замкнутые. Иногда Ф. п. состоит из открытых и замкнутых полостей. Скорости электронов, расположенных на Ф. п.: u
F
» 10
8
см/сек,вектор (направлен по нормали к Ф. п.
Геометрические характеристики Ф. п. (форма, кривизна, площади сечений и т.п.) связаны с физескими свойствами металлов, что позволяет строить Ф. п. по экспериментальным данным. Например,
металла зависит от того, открытая Ф. п. или замкнутая, а знак константы Холла (см.
)
от того, электронная она или дырочная. Период осцилляций магнитного момента (в эффекте де Хааза – ван Альфена) определяется экстремальной (по проекции квазиимпульса на магнитное поле) площадью сечения Ф. п. Поверхностный импеданс металла в условиях аномального
зависит от средней кривизны Ф. п. Период (по магнитному полю) осцилляций коэффициета поглощения
металлом обратно пропорционален экстремальному диаметру Ф. п. Частота
определяет
электрона, знание которой позволяет найти скорость электронов на Ф. п. Для большинства одноатомных металлов и многих интерметаллических соединений Ф. п. уже изучены. Теоретическое построение Ф. п. основано на модельных представлениях о движении валентных электронов в силовом поле ионов.
Лит.:Каганов М. И., Филатов А. П., Поверхность Ферми, М., 1969.
М. И. Каганов.
Различный типы ферми поверхностей.
Ферми энергия
Фе'рми эне'ргия,ферми-уровень, значение энергии, ниже которой все энергетические состояния частиц
,подчиняющихся статистике ферми – Дирака (
)
,при абсолютном нуле температуры заняты (см.
)
.Существование Ф. э. – следствие
,согласно которому в состоянии с определённым импульсом
pне может находиться более (2
s+ 1) частиц (
s –
частицы). Ф. э. совпадает со значениями
газа фермионов при
Т=
0 К. Ф. э.
E
Fможно выразить через число
nчастиц газа в единице объёма:
, где
m –масса частицы. Величина
p
F=
называется ферми импульсом, или граничным импульсом. При
Т=
0 К все состояния с импульсами
р<
p
Fзаняты частицами, а с
р>
p
F–свободны. Иными словами, при
Т= 0 К фермионы занимают в импульсном пространстве состояния внутри сферы
p
2= 2
mE
Fс радиусом
p
F(ферми-сферы). При нагревании некоторые частицы переходят из состояния с
р<
p
Fв состояние с
р>
p
F.Внутри ферми-сферы появляются свободные места, называемые дырками. Величина
v
F=
p
F/m=
,называется ферми-скоростью (или граничной скоростью), определяет верхнюю границу скоростей фермионов при
Т=
0 К.
Вырожденный газ электронов проводимости в твёрдом теле при
Т=
0 К заполняет в импульсном пространстве поверхности более сложной формы (см.
)
.
Лит.:Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Статистическая физика, 2 изд., М., 1964 (Теоретическая физика, т. 5).
М. И. Каганов.
Ферми Энрико
Фе'рми(Fermi) Энрико (29.9.1901, Рим, – 28.11.1954, Чикаго), итальянский физик, внёсший большой вклад в развитие современной теоретической и экспериментальной физики. После окончания в 1922 Пизанского университета учился в Германии и Нидерландах. В 1926–38 профессор Римского университета; Ф. оказал большое влияние на формирование итал. школы современной физики. В 1938 он эмигрировал из фашистской Италии. В 1939–45 профессор Колумбийского университета, руководил исследовательскими работами США в области использования ядерной энергии. С 1946 профессор Чикагского университета.
Ф. принимал деятельное участие в создании основ квантовой физики. В 1925 он разработал статистику частиц, подчиняющихся Паули принципу (см.
)
.В 1934 создал количественную теорию b-распада, основанную на предположении В.
о том, что b-частицы испускаются одновременно с нейтрино. В 1934–38 Ф. с сотрудниками изучал свойства нейтронов и практически заложил основы нейтронной физики; впервые наблюдал искусственную радиоактивность, вызванную бомбардировкой
ряда элементов (в т. ч. урана), открыл явление замедления нейтронов и создал теорию этого явления (Нобелевская премия, 1938). В декабре 1942 Ф. впервые удалось осуществить ядерную цепную реакцию в построенном им первом в мире
,где в качестве замедлителя нейтронов использовался графит, в качестве горючего – уран.
Последние годы жизни занимался физикой высоких энергий. Впервые начал экспериментальные исследования взаимодействий заряженных p-мезонов разных энергий с водородом и получил ряд фундаментальных результатов. Ф. принадлежат также теоретические работы в области физики высоких энергий (статистическая теория множественного образования мезонов в соударении двух нуклонов, теория происхождения космических лучей и др.).
Соч.: Zur Quantelung des idealen einatomigen Gases, «Zeitschrift fьr Physik», 1926, Bd 36, Н. 11/12; Artificial radioactivity produced by neutron bombardment, «Procedings of the RoyalSociety», s. A, 1934, v. 146, № 857; то же, там же, 1935, v. 149, № 868 (совместно с др.); On the absorption and the diffusion of slow neutrons, «Physical Review», s. 2, 1936, v. 50, № 10 (совместно с E. Amaldi); Tentative diunaTeoria dei raggi «b», «Nuovo Cimento», 1934, v. 11, № 1; в рус. пер. – Ядерная физика, М., 1951; Лекции по атомной физике, М., 1952; Элементарные частицы, 2 изд., М., 1953; Молекулы и кристаллы, М., 1947; Элементарная теория котлов с цепными ядерными реакциями, «Успехи физических наук», 1947, т. 32, в. 1, с. 54–65; Лекции о p-мезонах и нуклонах, М., 1956; Научные труды, т. 1–2, М., 1971–1972; Термодинамика, 2 изд., Хар., 1973.
Лит.:Понтекорво Б., Энрико Ферми, «Успехи физических наук», 1955, т. 57, в. 3; Ферми Л., Атомы у нас дома, пер. с англ., М., 1958.
Б. М. Понтекорво.
Э. Ферми.
Ферми-газ
Фе'рми-газ,газ Ферми, газ из частиц с полуцелым
,подчиняющийся
.Ф.-г. из невзаимодействующих частиц называется идеальным Ф.-г. К Ф.-г. относятся электроны в металлах и полупроводниках, электроны в атомах с большими атомными номерами, нуклоны в тяжёлых атомных ядрах, газы
с полуцелым спином. При температуре
Т= 0 К идеальный Ф.-г. находится в основном состоянии и его частицы заполняют все квантовые состояния с энергией вплоть до некоторой максимальной, зависящей от плотности газа и называется энергией Ферми (
E
F)
,а состояния с энергией
Е>
E
F– свободны (полное квантовое вырождение Ф.-г.). При
T¹ 0 К среднее число заполнения квантового состояния идеального Ф.-г. описывается функцией распределения ферми. Для неидеального Ф.-г. также существует граничная энергия Ферми, хотя его частицы не находятся в определенных квантовых состояниях. В неидеальном Ф.-г. электронов в металле при очень низких температурах вследствие притяжения электронов с равными но противоположно направленными импульсами и спинами возможно образование коррелированных пар электронов (
) и переход металла в сверхпроводящее состояние, Ф.-г. электронов в тяжёлых атомах описывается моделью Томаса – Ферми (см.
)
.
Д. Н. Зубарев.
Ферми-Дирака статистика
Фе'рми – Дира'ка стати'стика,квантовая
,применимая к системам тождественных частиц с полуцелым
(
1/
2,
3/
2,... в единицах
). Ф. – Д. с. предложена Э.
в 1926; в том же году П.
выяснил её квантовомеханический смысл.
В квантовой физике состояние системы описывается
,зависящей от координат и спинов всех её частиц. Для системы частиц, подчиняющихся Ф. – Д. с. (
)
,волновая функция антисимметрична, т. е. меняет знак при перестановке любой пары тождеств. частиц. В 1940 В.
доказал, что тип статистики однозначно связан со спином частиц (в отличие от частиц с полуцелым спином, совокупность частиц с целым спином подчиняется
)
. 
