Невозможно ответить на вопрос, кем был Ферми - физиком-теоретиком или физиком-экспериментатором. То и другое сочеталось в нем гармонично. Ферми был разносторонний ученый, занимавшийся теоретической и экспериментальной физикой, астрофизикой и атомной техникой. В наше время физики обычно являются специалистами в определенной, узкой отрасли, и такая универсальность Ферми поистине поразительна.

До 1934 года ученый написал большое количество работ по теоретической физике, касающихся применения статистики к ряду вопросов. Затем он стал заниматься ядерной физикой, опубликовав работу, от которой берут свое начало современные теории взаимодействия элементарных частиц.

С открытием искусственной радиоактивности внимание Ферми сосредоточилось на экспериментальных вопросах ядерной физики. Он решил вызвать искусственную радиоактивность нейтронами, справедливо полагая, что отсутствие электрического заряда у нейтронов дает возможность глубже проникнуть в атом. Бомбардируя нейтронами почти все существующие химические элементы, он получил более шестидесяти радиоактивных элементов. До этого в Риме никто не изучал ядерных превращений. Ферми сам разрабатывал методику, раздобывал источник нейтронов, конструировал счетчики, регистрирующие продукты распада. В это время Сегре, проявляя необыкновенную изобретательность, доставал из различных источников химические элементы.

Летом 1934 года Ферми читал курс лекций в Бразилии и Аргентине, где его приняли весьма торжественно, а вернувшись в Рим, продолжал опыты с бомбардировкой атомов нейтронами. Группа римских ядерников выросла, к ней примкнул недавно окончивший университет Бруно Понтекорво - ныне выдающийся советский физик. Как раз в это время под руководством Ферми было обнаружено описанное выше замедление нейтронов. В 1938 году за получение новых радиоактивных элементов и открытие ядерных реакций под действием медленных нейтронов Ферми стал лауреатом Нобелевской премии. В Америке Ферми стал профессором Колумбийского университета.

В начале своей жизни в Америке Ферми работал в области теоретической физики, но после открытия Ганом и Штрасманом деления ядер урана снова увлекся экспериментальной атомной физикой. Совершенно независимо от Жолио-Кюри итальянский ученый показал возможность цепной реакции. В области атомной энергии Ферми провел исследования, которые являются шедевром теоретического и экспериментального мастерства.

С 1939 года Ферми полностью посвятил себя проблеме получения атомной энергии. Начался новый период его жизни, характеризующийся научными успехами, и вместе с тем, несомненно, период трагический, связанный с созданием атомного оружия, приведшего к Хиросиме.

Семья ученого переехала в Чикаго, и в декабре 1942 года группа физиков под руководством Ферми на закрытом теннисном корте под трибунами футбольного стадиона Чикагского университета построила первый атомный реактор. Затем вместе с другими учеными-атомниками в обстановке строжайшей секретности он самоотверженно трудился в Лос-Аламосе над созданием атомной бомбы. Среди этих ученых, кроме американцев, были и бежавшие из Германии жертвы расистской политики Гитлера.

Однако после войны Ферми отошел от работ по производству атомного оружия и стал профессором физики Чикагского университета. Ферми остался верен своим прежним симпатиям - нейтронам, экспериментируя с которыми разработал новую отрасль ядерной физики - нейтронную оптику. Существо этих вопросов он осветил в своей книге «Лекции по атомной физике», переведенный на русский язык.

В последние годы своей жизни Ферми увлекся изучением частиц высоких энергий - мезонов. За год до смерти он закончил работу о рассеянии протонами положительных и отрицательных пи-мезонов разных энергий, в которой особенно ярко проявился его выдающийся талант теоретика и экспериментатора. Он сам конструировал отдельные детали синхроциклотрона, искал особые оригинальные научные выражения и обозначения. Все работы Ферми отличаются удивительной конкретностью, точностью и простотой при объяснении механизма явлений.