Эмилио Сегре: Жизнь и открытия выдающегося физика

Введение

Итальянский американский физик и лауреат Нобелевской премии (1905–1989)

Эмилио Джино Сегре (Emilio Gino Segrè; 1 февраля 1905 – 22 апреля 1989) — итальянский и натурализованный американский физик и лауреат Нобелевской премии, открывший элементы технеций и астатин, а также антипротон, субатомную античастицу, за что он был удостоен Нобелевской премии по физике в 1959 году совместно с Оуэном Чемберленом. Родился в Тиволи, близ Рима, Сегре изучал инженерию в Римском университете La Sapienza, прежде чем посвятить себя физике в 1927 году. В 1932 году Сегре был назначен ассистентом профессора физики в Римском университете и работал там до 1936 года, став одним из участников группы Via Panisperna. С 1936 по 1938 год он был директором Физической лаборатории в университете Палермо. После посещения Берклийской радиационной лаборатории Эрнеста О. Лоуренса, в 1937 году он получил от лаборатории полоску молибдена из циклотрона-ускорителя, излучавшую аномальные формы радиоактивности. С помощью тщательного химического и теоретического анализа Сегре доказал, что часть излучения исходит от ранее неизвестного элемента, названного технецием — первого искусственно синтезированного химического элемента, не встречающегося в природе. В 1938 году, во время визита Сегре в Берклийскую радиационную лабораторию, фашистское правительство Бенито Муссолини приняло антисемитские законы, запрещавшие евреям занимать должности в университетах. Как еврей, Сегре стал эмигрантом на неопределённый срок. В Берклийской радиационной лаборатории Лоуренс предложил ему низкооплачиваемую работу в качестве научного сотрудника. Там Сегре помог открыть элемент астатин и изотоп плутония-239, который впоследствии был использован для создания атомной бомбы «Толстяк», сброшенной на Нагасаки. С 1943 по 1946 год он работал в Лос-Аламосской национальной лаборатории в качестве руководителя группы в рамках Манхэттенского проекта. В апреле 1944 года он обнаружил, что предложенное ядерное оружие типа «тонкий человек» (Thin Man) на основе плутония не будет работать из-за примесей плутония-240. В 1944 году он стал натурализованным гражданином Соединенных Штатов. По возвращении в Беркли в 1946 году он стал профессором физики и истории науки, проработав до 1972 года. Сегре и Оуэн Чемберлен возглавили исследовательскую группу в Лаборатории излучения Лоуренса, которая открыла антипротон, за что они оба получили Нобелевскую премию по физике в 1959 году. Сегре был активным фотографом, сделавшим множество снимков, документирующих события и людей в истории современной науки, которые после его смерти были переданы в Американский институт физики. Американский институт физики назвал свой фотоархив истории физики в его честь.

Emilio Gino Segrè (seˈgrɛ; 1 February 1905 – 22 April 1989) was an Italian and naturalized American physicist and Nobel laureate, who discovered the elements technetium and astatine, and the antiproton, a subatomic antiparticle, for which he was awarded the Nobel Prize in Physics in 1959 along with Owen Chamberlain. Born in Tivoli, near Rome, Segrè studied engineering at the University of Rome La Sapienza before taking up physics in 1927. Segrè was appointed assistant professor of physics at the University of Rome in 1932 and worked there until 1936, becoming one of the Via Panisperna boys. From 1936 to 1938 he was director of the Physics Laboratory at the University of Palermo. After a visit to Ernest O. Lawrence's Berkeley Radiation Laboratory, he was sent a molybdenum strip from the laboratory's cyclotron accelerator in 1937, which was emitting anomalous forms of radioactivity. Using careful chemical and theoretical analysis, Segrè was able to prove that some of the radiation was being produced by a previously unknown element, named technetium, the first artificially synthesized chemical element that does not occur in nature. In 1938 and while Segrè was visiting the Berkeley Radiation laboratory, Benito Mussolini's fascist government passed antisemitic laws barring Jews from university positions. As a Jew, Segrè was rendered an indefinite émigré. At the Berkeley Radiation Lab, Lawrence offered him an underpaid job as a research assistant. There, Segrè helped discover the element astatine and the isotope plutonium 239, which was later used to make the Fat Man nuclear bomb dropped on Nagasaki. From 1943 to 1946 he worked at the Los Alamos National Laboratory as a group leader for the Manhattan Project. He found in April 1944 that Thin Man, the proposed plutonium gun type nuclear weapon, would not work due to the presence of plutonium 240 impurities. In 1944, he became a naturalized citizen of the United States. On his return to Berkeley in 1946, he became a professor of physics and of history of science, serving until 1972. Segrè and Owen Chamberlain co headed a research group at the Lawrence Radiation Laboratory that discovered the antiproton, for which the two shared the 1959 Nobel Prize in Physics. Segrè was an active photographer who took many pictures documenting events and people in the history of modern science, which were donated to the American Institute of Physics after his death. The American Institute of Physics named its photographic archive of physics history in his honor.

Ранние годы

Эмилио Джино Сегре родился в сефардской еврейской семье в Тиволи, недалеко от Рима, 1 февраля 1905 года, как сын Джузеппе Сегре, предпринимателя, владевшего бумажной фабрикой, и Амелии Сюзанны Тревес. У него было два старших брата, Анджело и Марко. Его дядя, Джино Сегре, был профессором права. Он получил образование в гимназии в Тиволи, а после переезда семьи в Рим в 1917 году – в гимназии и лицее Рима. Он окончил обучение в июле 1922 года и поступил в Римский университет Ла Сапиенца на инженерный факультет. В 1927 году Сегре встретил Франко Расетти, который познакомил его с Энрико Ферми. Эти два молодых профессора физики искали талантливых студентов. Они посетили конференцию Вольта в Комо в сентябре 1927 года, где Сегре услышал лекции выдающихся физиков, включая Нильса Бора, Вернера Гейзенберга, Роберта Милликана, Вольфганга Паули, Макса Планка и Эрнеста Резерфорда. Затем Сегре присоединился к Ферми и Расетти в их лаборатории в Риме. С помощью директора Института физики Орсо Марио Корбино Сегре смог перейти на физический факультет и, обучаясь у Ферми, получил степень *лауреата* в июле 1928 года, защитив диссертацию на тему «Аномальная дисперсия и магнитное вращение». После службы в итальянской армии с 1928 по 1929 год, где он был произведен в звание второго лейтенанта зенитной артиллерии, Сегре вернулся в лабораторию на Виа Панисперна. В 1928 году он опубликовал свою первую статью, суммирующую результаты его диссертации, – «Об аномальной дисперсии в ртути и литии» (в соавторстве с Эдоардо Амальди), а в следующем году – еще одну статью о эффекте Рамана. В 1930 году Сегре начал изучать эффект Зеемана в некоторых щелочных металлах. Когда его работа застопорилась из-за недоступности в Италии необходимой дифракционной решетки, он обратился за помощью в четыре лаборатории в других странах Европы и получил приглашение от Питера Зеемана завершить свои исследования в его лаборатории в Амстердаме. Сегре был удостоен стипендии Фонда Рокфеллера и, по совету Ферми, решил использовать ее для обучения у Отто Штерна в Гамбурге. Работа с Отто Фришем над квантованием пространства дала результаты, которые, казалось, не соответствовали существующей теории; однако Исидор Исаак Раби показал, что теория и эксперимент согласуются, если ядерный спин калия равен +1/2.

Emilio Gino Segrè was born into a Sephardic Jewish family in Tivoli, near Rome, on 1 February 1905, the son of Giuseppe Segrè, a businessman who owned a paper mill, and Amelia Susanna Treves. He had two older brothers, Angelo and Marco. His uncle, Gino Segrè, was a law professor. He was educated at the ginnasio in Tivoli and, after the family moved to Rome in 1917, the ginnasio and liceo in Rome. He graduated in July 1922 and enrolled in the University of Rome La Sapienza as an engineering student. In 1927, Segrè met Franco Rasetti, who introduced him to Enrico Fermi. The two young physics professors were looking for talented students. They attended the Volta Conference at Como in September 1927, where Segrè heard lectures from notable physicists including Niels Bohr, Werner Heisenberg, Robert Millikan, Wolfgang Pauli, Max Planck and Ernest Rutherford. Segrè then joined Fermi and Rasetti at their laboratory in Rome. With the help of the director of the Institute of Physics, Orso Mario Corbino, Segrè was able to transfer to physics, and, studying under Fermi, earned his laurea degree in July 1928, with a thesis on "Anomalous Dispersion and Magnetic Rotation". After a stint in the Italian Army from 1928 to 1929, during which he was a commissioned as a second lieutenant in the antiaircraft artillery, Segrè returned to the laboratory on Via Panisperna. He published his first article, which summarised his thesis, "On anomalous dispersion in mercury and in lithium", jointly with Edoardo Amaldi in 1928, and another article with him the following year on the Raman effect. In 1930, Segrè began studying the Zeeman effect in certain alkaline metals. When his progress stalled because the diffraction grating he required to continue was not available in Italy, he wrote to four laboratories elsewhere in Europe asking for assistance and received an invitation from Pieter Zeeman to finish his work at Zeeman's laboratory in Amsterdam. Segrè was awarded a Rockefeller Foundation fellowship and, on Fermi's advice, elected to use it to study under Otto Stern in Hamburg. Working with Otto Frisch on space quantization produced results that apparently did not agree with the current theory; but Isidor Isaac Rabi showed that theory and experiment were in agreement if the nuclear spin of potassium was +1/2.

Профессор физики

В 1932 году Сегре был назначен ассистентом профессора физики в Римском университете и работал там до 1936 года, став одним из «мальчиков с Виа Панисперна». В 1934 году он встретил Эльфриду Спиро, еврейку, чья семья приехала из Острово в Западной Пруссии, но бежала в Бреслау, когда эта часть Пруссии после Первой мировой войны отошла к Польше. После прихода к власти нацистской партии в Германии в 1933 году она эмигрировала в Италию, где работала секретарем и переводчиком. Поначалу она плохо говорила по-итальянски, и Сегре и Спиро общались на немецком языке, которым он владел в совершенстве. Они поженились в Великой синагоге Рима 2 февраля 1936 года. Сегре договорился с раввином потратить на свадьбу минимальную сумму, а разницу передать еврейским беженцам из Германии на организацию роскошной свадьбы. Раввину удалось устроить им многие атрибуты роскошного торжества. У пары родилось трое детей: Клаудио (1937 год рождения), Амелия Гертруда Аллегра (1937 год рождения) и Фауста Айрин (1945 год рождения). После женитьбы Сегре искал стабильную работу и стал профессором физики и директором Института физики в Университете Палермо. Он обнаружил, что оборудование там примитивное, а библиотека бедна современной физической литературой, но среди его коллег в Палермо были математики Микеле Чиполла и Микеле Де Франчис, минералог Карло Перрье и ботаник. В 1936 году он посетил Радиационную лабораторию Беркли Эрнеста О. Лоуренса, где встретился с Эдвином Макмилланом, Дональдом Кукси, Францем Кури, Филиппом Абельсоном и Робертом Оппенгеймером. Сегре заинтересовался радиоактивным металлоломом, который когда-то был частью циклотрона лаборатории. В Палермо было установлено, что в нем содержится ряд радиоактивных изотопов. В феврале 1937 года Лоуренс прислал ему полоску молибдена, излучавшую аномальные формы радиоактивности. Сегре обратился за помощью к Перрье, чтобы провести тщательный химический и теоретический анализ полоски, и они смогли доказать, что часть излучения исходит от ранее неизвестного элемента. В 1947 году они назвали его технецием, поскольку он стал первым искусственно синтезированным химическим элементом.

Segrè was appointed assistant professor of physics at the University of Rome in 1932 and worked there until 1936, becoming one of the Via Panisperna boys. In 1934, he met Elfriede Spiro, a Jewish woman whose family had come from Ostrowo in West Prussia, but had fled to Breslau when that part of Prussia became part of Poland after World War I. After the Nazi Party came to power in Germany in 1933, she had emigrated to Italy, where she worked as a secretary and an interpreter. At first she did not speak Italian well, and Segrè and Spiro conversed in German, in which he was fluent. The two were married at the Great Synagogue of Rome on 2 February 1936. He agreed with the rabbi to spend the minimal amount on the wedding, giving the balance of what would be spent on a luxury wedding to Jewish refugees from Germany. The rabbi managed to give them many of the trappings of a luxury wedding anyway. The couple had three children: Claudio, born in 1937, Amelia Gertrude Allegra, born in 1937, and Fausta Irene, born in 1945. After marrying, Segrè sought a stable job and became professor of physics and director of the Physics Institute at the University of Palermo. He found the equipment there primitive and the library bereft of modern physics literature, but his colleagues at Palermo included the mathematicians Michele Cipolla and Michele De Franchis, the mineralogist Carlo Perrier and the botanist it. In 1936 he paid a visit to Ernest O. Lawrence's Berkeley Radiation Laboratory, where he met Edwin McMillan, Donald Cooksey, Franz Kurie, Philip Abelson and Robert Oppenheimer. Segrè was intrigued by the radioactive scrap metal that had once been part of the laboratory's cyclotron. In Palermo, this was found to contain a number of radioactive isotopes. In February 1937, Lawrence sent him a molybdenum strip that was emitting anomalous forms of radioactivity. Segrè enlisted Perrier's help to subject the strip to careful chemical and theoretical analysis, and they were able to prove that some of the radiation was being produced by a previously unknown element. In 1947 they named it technetium, as it was the first artificially synthesized chemical element.

Лаборатория радиации

В июне 1938 года Сегре посетил Калифорнию для изучения короткоживущих изотопов технеция, которые не пережили отправки в Италию. Пока Сегре был в пути, фашистское правительство Бенито Муссолини приняло расовые законы, запрещающие евреям занимать должности в университетах. Как еврей, Сегре оказался эмигрантом на неопределённый срок. Чехословацкий кризис побудил Сегре послать за Эльфриде и Клаудио, поскольку он опасался неизбежности войны в Европе. В ноябре 1938 и феврале 1939 года они совершили короткие поездки в Мексику, чтобы обменять свои туристические визы на иммиграционные. Сегре и Эльфриде сильно беспокоились о судьбе своих родителей в Италии и Германии. В Радиационной лаборатории Беркли Лоуренс предложил Сегре работу в качестве младшего научного сотрудника – относительно скромную должность для человека, открывшего элемент, – за 300 долларов в месяц на шесть месяцев. Когда Лоуренс узнал, что Сегре юридически оказался заперт в Калифорнии, он воспользовался ситуацией и снизил зарплату Сегре до 116 долларов в месяц. Работая с Гленном Сиборгом, Сегре выделил метастабильный изотоп технеций-99m. Благодаря своим свойствам он идеально подходил для применения в ядерной медицине и в настоящее время используется примерно в 10 миллионах диагностических процедур ежегодно. Сегре приступил к поискам элемента 93, но не нашёл его, поскольку искал элемент, химически похожий на рений, а не редкоземельный элемент, которым на самом деле являлся элемент 93. Работая с Александром Лангсдорфом-младшим и Чен Шиунг Ву, он открыл ксенон-135, который впоследствии стал важным ядерным ядом в ядерных реакторах. Затем Сегре обратил внимание на другой отсутствующий элемент в периодической таблице – элемент 85. После того, как он объявил о своём намерении создать его путём бомбардировки висмута-209 альфа-частицами на заседании Радиационной лаборатории в понедельник, два его коллеги, Дейл Р. Корсон и Роберт А. Корног, провели предложенный им эксперимент. Затем Сегре спросил, может ли он заняться химией, и вместе с Кеннетом Россом Маккензи успешно выделил новый элемент, который сегодня называется астатин. Сегре и Ву затем попытались найти последний недостающий нетрансурановый элемент – элемент 61. У них была правильная методика его получения, но не хватало химических методов для его разделения. Он также работал с Сиборгом, Макмилланом, Джозефом Кеннеди и Артуром Уоллом над созданием плутония-239 в циклотроне Лоуренса в декабре 1940 года.

In June 1938, Segrè paid a summer visit to California to study the short lived isotopes of technetium, which did not survive being mailed to Italy. While Segrè was en route, Benito Mussolini's fascist government passed racial laws barring Jews from university positions. As a Jew, Segrè was now rendered an indefinite émigré. The Czechoslovakian crisis prompted Segrè to send for Elfriede and Claudio, as he now feared that war in Europe was inevitable. In November 1938 and February 1939 they made quick trips to Mexico to exchange their tourist visas for immigration visa. Both Segrè and Elfriede held grave fears for the fate of their parents in Italy and Germany. At the Berkeley Radiation Lab, Lawrence offered Segrè a job as a research assistant—a relatively lowly position for someone who had discovered an element—for $300 a month for six months. When Lawrence learned that Segrè was legally trapped in California, he took advantage of the situation to reduce Segrè's salary to $116 a month. Working with Glenn Seaborg, Segrè isolated the metastable isotope technetium 99m. Its properties made it ideal for use in nuclear medicine, and it is now used in about 10 million medical diagnostic procedures annually. Segrè went looking for element 93, but did not find it, as he was looking for an element chemically akin to rhenium instead of a rare earth element, which is what element 93 was. Working with Alexander Langsdorf, Jr., and Chien Shiung Wu, he discovered xenon 135, which later became important as a nuclear poison in nuclear reactors. Segrè then turned his attention to another missing element on the periodic table, element 85. After he announced how he intended to create it by bombarding bismuth 209 with alpha particles at a Monday meeting Radiation Laboratory meeting, two of his colleagues, Dale R. Corson and Robert A. Cornog carried out his proposed experiment. Segrè then asked whether he could do the chemistry and, with Kenneth Ross MacKenzie, successfully isolated the new element, which is today called astatine. Segrè and Wu then attempted to find the last remaining missing non transuranic element, element 61. They had the correct technique for making it, but lacked the chemical methods to separate it. He also worked with Seaborg, McMillan, Joseph W. Kennedy and Arthur C. Wahl to create plutonium 239 in Lawrence's cyclotron in December 1940.

Манхэттенский проект

Японское нападение на Перл-Харбор в декабре 1941 года и последовавшее за этим объявление войны Соединенными Штатами Италии сделали Сегре лицом, враждебным для страны, и отрезали его от связи с родителями. Физики начали покидать Радиационную лабораторию для работы над военными проектами, и Раймонд Бирдж попросил его вести занятия для оставшихся студентов. Это стало полезной подработкой для Сегре, и он завел важные дружеские и профессиональные отношения с некоторыми из этих студентов, включая Оуэна Чемберлена и Клайда Виганда. В конце 1942 года Оппенгеймер попросил Сегре присоединиться к Манхэттенскому проекту в Лос-Аламосской лаборатории. Сегре возглавил группу P 5 (Радиоактивность) лаборатории, которая входила в состав отдела P (Экспериментальная физика) под руководством Роберта Бачера. В целях безопасности ему была присвоена оперативная кличка Эрл Симан. В июне 1943 года он переехал в Лос-Аламос с семьей. Группа Сегре разместила свое оборудование в заброшенной лесничей будке в каньоне Паджарито недалеко от Лос-Аламоса в августе 1943 года. Задача группы заключалась в измерении и каталогизации радиоактивности различных продуктов деления. Важным направлением исследований было определение степени изотопного обогащения, достигнутой с различными образцами обогащенного урана. Первоначально результаты, полученные с помощью масс-спектрометрии, использовавшейся Колумбийским университетом, и нейтронного анализа, использовавшегося в Беркли, различались. Сегре изучил результаты, полученные в Беркли, и не обнаружил ошибок, в то время как Кеннет Бэйнбридж также не нашел недостатков в результатах из Нью-Йорка. Однако анализ другого образца показал хорошее совпадение. В Лос-Аламосе наблюдались более высокие показатели спонтанного деления, которые, по заключению группы Сегре, были вызваны космическими лучами, более распространенными на большой высоте. Группа измерила активность тория, урана-234, урана-235 и урана-238, но имела доступ лишь к микрограммовым количествам плутония-239. Первый образец плутония, произведенный на ядерном реакторе в Оук-Ридже, был получен в апреле 1944 года. В течение нескольких дней группа обнаружила, что скорость спонтанного деления в пять раз выше, чем у плутония, полученного на циклотроне. Это была новость, которую руководители проекта не хотели слышать. Это означало, что «Тонкий человек» – предлагаемое ядерное оружие пушечного типа на основе плутония – не сработает, и подразумевало, что инвестиции проекта в производственные мощности по производству плутония на площадке в Ханфорде были напрасны. Группа Сегре тщательно проверила свои результаты и пришла к выводу, что повышенная активность была вызвана изотопом плутония-240. В июне 1944 года Сегре был вызван в кабинет Оппенгеймера и проинформирован о том, что, хотя его отец в безопасности, его мать была арестована нацистами в октябре 1943 года. Сегре больше никогда не видел ни одного из своих родителей. Его отец умер в Риме в октябре 1944 года. В конце 1944 года Сегре и Эльфриде получили гражданство США в порядке натурализации. Его группе, теперь обозначенной как R 4, была поручена ответственность за измерение гамма-излучения во время ядерного испытания «Тринити» в июле 1945 года. Взрыв повредил или уничтожил большую часть оборудования, но удалось восстановить достаточно данных для измерения гамма-лучей.

The Japanese attack on Pearl Harbor in December 1941 and the subsequent United States declaration of war upon Italy rendered Segrè an enemy alien and cut him off from communication with his parents. Physicists began leaving the Radiation Laboratory to do war work, and Raymond T. Birge asked him to teach classes to the remaining students. This provided a useful supplement to Segrè's income, and he established important friendships and professional associations with some of these students, who included Owen Chamberlain and Clyde Wiegand. In late 1942, Oppenheimer asked Segrè to join the Manhattan Project at its Los Alamos Laboratory. Segrè became the head of the laboratory's P 5 (Radioactivity) Group, which formed part of Robert Bacher's P (Experimental Physics) Division. For security reasons, he was given the cover name of Earl Seaman. He moved to Los Alamos with his family in June 1943. Segrè's group set up its equipment in a disused Forest Service cabin in the Pajarito Canyon near Los Alamos in August 1943. His group's task was to measure and catalog the radioactivity of various fission products. An important line of research was determining the degree of isotope enrichment achieved with various samples of enriched uranium. Initially, the tests using mass spectrometry, used by Columbia University, and neutron assay, used by Berkeley, gave different results. Segrè studied Berkeley's results and could find no error, while Kenneth Bainbridge likewise found no fault with New York's. However, analysis of another sample showed close agreement. Higher rates of spontaneous fission were observed at Los Alamos, which Segrè's group concluded were due to cosmic rays, which were more prevalent at Los Alamos due to its high altitude. The group measured the activity of thorium, uranium 234, uranium 235 and uranium 238, but only had access to microgram quantities of plutonium 239. The first sample plutonium produced in the nuclear reactor at Oak Ridge was received in April 1944. Within days the group observed five times the rate of spontaneous fission as with the cyclotron produced plutonium. This was not news that the leaders of the project wanted to hear. It meant that Thin Man, the proposed plutonium gun type nuclear weapon, would not work and implied that the project's investment in plutonium production facilities at the Hanford Site was wasted. Segrè's group carefully checked their results and concluded that the increased activity was due to the plutonium 240 isotope. In June 1944, Segrè was summoned into Oppenheimer's office and informed that while his father was safe, his mother had been rounded up by the Nazis in October 1943. Segrè never saw either of his parents again. His father died in Rome in October 1944. In late 1944, Segrè and Elfriede became naturalized citizens of the United States. His group, now designated R 4, was given responsibility for measuring the gamma radiation from the Trinity nuclear test in July 1945. The blast damaged or destroyed most of the experiments, but enough data was recovered to measure the gamma rays.

Поздние годы

В августе 1945 года, за несколько дней до капитуляции Японии и окончания Второй мировой войны, Сегре получил предложение от Вашингтонского университета в Сент-Луисе о должности адъюнкт-профессора с зарплатой 5000 долларов. В следующем месяце Чикагский университет также сделал ему предложение. После некоторой настойчивости Бирж предложил 6500 долларов и должность полного профессора, которую Сегре решил принять. Он покинул Лос-Аламос в январе 1946 года и вернулся в Беркли. В конце 1940-х годов многие ученые покинули Калифорнийский университет, привлеченные более высокими зарплатами и необычным требованием университета о присяге на верность. Сегре решил принести присягу и остаться, но это не развеяло подозрений в его лояльности. Луис Альварес был возмущен тем, что Амальди, Ферми, Понтекорво, Расетти и Сегре решили подать патентные иски против Соединенных Штатов за свои довоенные открытия и попросил Сегре сообщить ему, когда Понтекорво напишет из России. Он также столкнулся с Лоуренсом из-за плана последнего создать конкурирующую лабораторию ядерного оружия в Ливерморе, штат Калифорния, чтобы разработать водородную бомбу, оружие, которое, по мнению Сегре, было бы сомнительной полезности. Недовольный ухудшающимися отношениями с коллегами и отравляющей политической атмосферой в Беркли, вызванной спорами вокруг присяги на верность, Сегре принял предложение о работе в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн. В конечном итоге, в 1953 году суды удовлетворили патентные претензии в пользу итальянских ученых, присудив им 400 000 долларов за патенты, связанные с генерацией нейтронов, что после уплаты судебных издержек составило около 20 000 долларов. Кеннеди, Сиборг, Валь и Сегре впоследствии получили ту же сумму за открытие плутония, которая составила 100 000 долларов после разделения на четыре части, поскольку на этот раз судебных издержек не было. После отказа от предложений IBM и Брукхейвенской национальной лаборатории Сегре вернулся в Беркли в 1952 году. В том же году он был избран в Национальную академию наук США. В 1955 году он переехал со своей семьей из Беркли в близлежащий Лафайетт, штат Калифорния. Работая с Чемберленом и другими, он начал поиски антипротона, субатомной античастицы протона, открытой Карлом Д. Андерсоном в 1932 году. По аналогии предполагалось, что у протона должна быть соответствующая античастица, но никто ее не обнаружил, и даже в 1955 году некоторые ученые сомневались в ее существовании. Используя Беватрон Лоуренса, настроенный на 6 ГэВ, им удалось получить убедительные доказательства существования антипротонов. Чемберлен и Сегре были удостоены Нобелевской премии по физике 1959 года за это открытие. Это вызвало споры, поскольку Клайд Виганд и Томас Ипсилантис были соавторами той же статьи, но не разделили премию. Сегре был членом влиятельного бюджетного комитета университета с 1961 по 1965 год и заведующим кафедрой физики с 1965 по 1966 год. Он поддержал успешную попытку Теллера отделить Лоуренсовскую Берклийскую лабораторию от Лоуренсовской Ливерморской лаборатории в 1970 году. С 1965 по 1968 год он был одним из попечителей Fermilab и присутствовал на ее открытии вместе с Лаурой Ферми в 1974 году. В 1950-х годах Сегре редактировал труды Ферми, а позже опубликовал его биографию «Энрико Ферми: Физик» (1970). Он также опубликовал свои лекционные записи в книгах «От рентгеновских лучей к кваркам: современные физики и их открытия» (1980) и «От падающих тел к радиоволнам: классические физики и их открытия» (1984). С 1958 по 1977 год он редактировал «Ежегодный обзор ядерной и частичной науки» и написал автобиографию «Разум всегда в движении» (1993), опубликованную посмертно. В том же году он достиг обязательного пенсионного возраста в Калифорнийском университете, но продолжал преподавать историю физики. В 1974 году он вернулся в Римский университет в качестве профессора, но проработал там всего год, достигнув обязательного пенсионного возраста. Как активный фотограф, Сегре сделал множество фотографий, документирующих события и людей в истории современной науки. После его смерти Роза пожертвовала многие из его фотографий Американскому институту физики, который назвал свой фотоархив истории физики в его честь. Коллекция была пополнена последующим завещанием Розы после ее гибели в результате несчастного случая в Тиволи в 1997 году.

In August 1945, a few days before the surrender of Japan and the end of World War II, Segrè received an offer from Washington University in St. Louis of an associate professorship with a salary of $5000. The following month, the University of Chicago also made him an offer. After some prompting, Birge offered $6,500 and a full professorship, which Segrè decided to accept. He left Los Alamos in January 1946 and returned to Berkeley. In the late 1940s, many academics left the University of California, lured away by higher salary offers and by the university's peculiar loyalty oath requirement. Segrè chose to take the oath and stay, but this did not allay suspicions about his loyalty. Luis Alvarez was incensed that Amaldi, Fermi, Pontecorvo, Rasetti and Segrè had chosen to pursue patent claims against the United States for their pre war discoveries and told Segrè to let him know when Pontecorvo wrote from Russia. He also clashed with Lawrence over the latter's plan to create a rival nuclear weapons laboratory to Los Alamos in Livermore, California, in order to develop the hydrogen bomb, a weapon that Segrè felt would be of dubious utility. Unhappy with his deteriorating relationships with his colleagues and with the poisonous political atmosphere at Berkeley caused by the loyalty oath controversy, Segrè accepted a job offer from the University of Illinois at Urbana–Champaign. The courts ultimately resolved the patent claims in the Italian scientists' favour in 1953, awarding them $400000 for the patents related to generating neutrons, which worked out to about $20,000 after legal costs. Kennedy, Seaborg, Wahl and Segrè were subsequently awarded the same amount for their discovery of plutonium, which came to $100,000 after being divided four ways, there being no legal fees this time. After turning down offers from IBM and the Brookhaven National Laboratory, Segrè returned to Berkeley in 1952. He was elected to the United States National Academy of Sciences that same year. He moved his family from Berkeley to nearby Lafayette, California, in 1955. Working with Chamberlain and others, he began searching for the antiproton, a subatomic antiparticle of the proton. and then discovered by Carl D. Anderson in 1932. By analogy, it was now expected that there would be an antiparticle corresponding to the proton, but no one had found one, and even in 1955 some scientists doubted that it existed. Using Lawrence's Bevatron set to 6 GeV, they managed to detect conclusive evidence of antiprotons. Chamberlain and Segrè were awarded the 1959 Nobel Prize in Physics for their discovery. This was controversial, because Clyde Wiegand and Thomas Ypsilantis were co authors of the same article, but did not share the prize. Segrè served on the university's powerful Budget Committee from 1961 to 1965 and was chairman of the Physics Department from 1965 to 1966. He supported Teller's successful bid to separate the Lawrence Berkeley Laboratory from the Lawrence Livermore Laboratory in 1970. He was one of the trustees of Fermilab from 1965 to 1968. He attended its inauguration with Laura Fermi in 1974. During the 1950s, Segrè edited Fermi's papers. He later published a biography of Fermi, Enrico Fermi: Physicist (1970). He published his own lecture notes as From X rays to Quarks: Modern Physicists and Their Discoveries (1980) and From Falling Bodies to Radio Waves: Classical Physicists and Their Discoveries (1984). He also edited the Annual Review of Nuclear and Particle Science from 1958 to 1977 and wrote an autobiography, A Mind Always in Motion (1993), which was published posthumously. That year he reached the University of California's compulsory retirement age. He continued teaching the history of physics. In 1974 he returned to the University of Rome as a professor, but served only a year before reaching the mandatory retirement age. Active as a photographer, Segrè took many photos documenting events and people in the history of modern science. After his death Rosa donated many of his photographs to the American Institute of Physics, which named its photographic archive of physics history in his honor. The collection was bolstered by a subsequent bequest from Rosa after her death from an accident in Tivoli in 1997.