第七百一十章 尾声之三·大小中子 (2 / 2)
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“院士先生,其实我也做了一件理论物理学家不应该做的事情。”泡利有些无奈地说。
“什么事情?”李谕问。
泡利说:“我提出了一个人类在实验上永远也检测不到的东西。”
“你说的是中……哦,布莱克特实验中丢失的那部分能量?”李谕问。
“是的,我一开始的确想叫做中子,”泡利说,“但这个词语被您占用了。”
两人说的是1914年时查德威克发现的一个奇怪实验现象:一个元素的原子核发生衰变的时候,它可能变成一个新元素的原子核然后加上β粒子(其实就是β射线)但是查德威克测量发现,前后的能量不守恒了。
也就是说,原本的原子核A,在衰变成原子核B+β粒子后,前后的能量不相等。再简单点说,他觉得β粒子的能量少了一点。即所谓的“能量失窃案”。
泡利继续说:“今年年初,我去哥本哈根,玻尔教授对此提出了一种假设,认为微观粒子只有统计上的能量守恒,单个的粒子或许可以不守恒。但这个说法太荒谬了。”
李谕笑道:“你绝对当面就反驳了。”
“这是肯定的!”泡利说,“总不能为了一个实验现象,就抛弃能量守恒!所以,我个人猜测,在β辐射中,还有一种人类探测不到的中性粒子,它非常微小,刚好弥补这部分缺失的能量。”
“确实够小,”李谕说,“按照质能方程,这个粒子的质量比电子还要小上百万倍。
泡利说:“所以这个粒子或许永远都无法检测到,而一个永远无法检测到的东西,从一个科学家口中说出来就显得太不专业了。”
李谕认同泡利的观点:“不带电,不参与电磁相互作用,又这么小,探测起来确实有点难度。不过现在没办法,不见得以后也没办法。”
其实第一个提出可靠办法探测中微子的,就是马上要同李谕回国的王淦昌,他在1941年给出了办法,但那时候他身在战乱的国内,无法亲自做实验。
李谕又问道:“既然不能叫中子,你给它取了什么名字?”
“小中子。但我没有在公开杂志上发表过任何文章,”泡利说,紧接着解释了一句,“本来我还嘲笑狄拉克预言反电子,没想到真成了。”
看来就算“怼神”泡利,也不敢轻易预言新粒子。
李谕笑道:“小中子?太难听了,不如叫中微子。而且既然狄拉克成了,中微子也说不准,你可以写一篇文章进行预测。”
“随便吧,“泡利说,“反正也找不到,而且现在没有任何理论基础。”
就在泡大神说这句话后没几年,费米就提出了β衰变理论。但即便这样,此后很多年还是有很多人反对中微子假说,包括狄拉克。两人真是互相嘲讽,相爱相杀了:泡利反对狄拉克的正电子预言;狄拉克反对泡利的中微子预言。
至于中微子,要到1956年才被发现,而且还发现了三种新的粒子。
中微子这东西虽然很难检测,但它却是宇宙中第二多的粒子,数量仅次于光子.每秒钟大概有上万亿个中微子从我们的身体穿过,其中最多的是来自太阳。
——
这次李谕是与王淦昌一同乘坐西伯利亚大铁路回的国,速度快了不少。
抵达上海大同大学后,马不停蹄就开始了实验。论设备,李谕一点都不缺。
虽然李谕本人不太擅长实验,但只要有了设备和资金,王淦昌自己就可以搞定。
李谕要做的只是给他提个醒就够:“或许你要寻找的,就是我当年预言的中子。”
有了这个明确的方向,大秘宝就跑不了!
——
王淦昌埋头实验之时,法国的小居里夫妇也在进行研究。只不过上面说了,小居里夫妇和博特一样,方向错了,他们认为这种新辐射是电磁波。
小居里夫妇让射线先经过石蜡,为其减速,然后再通过盖革计数器。按照实验预想,铍射线通过石蜡,会被吸收一部分能量,速度就慢下来了。但结果很意外:射线不仅没减速,反而变得更快了!而且检测器的结果显示这束射线居然是质子!
小居里夫妇认为,一束电磁波通过石蜡变成了粒子,肯定是碰撞。也就是这束铍射线打到石蜡上被吸收了,然后把质子打了出来。
于是两人沿着这个方向彻底走入了死胡同。
其实吧,后世的人们很容易看出来:铍射线肯定不是电磁波,因为电磁波的静质量为0。就算有动质量,也不可能有那么高的能量把质子打出来。
光电效应能用光把电子打出来,是因为电子本身很轻,而且在原子外层,很多本来就不稳定。但是想把原子核里的质子打出来,电磁波肯定不可能做到。
当然了,不能说小居里夫妇水平不够,他们只是不能像李谕一样站在上帝视角。
科学嘛,肯定是要一点点排除、一点点验证,总有人要做出前期工作,才能让后人站在肩膀上获得成功。
王淦昌的实验只做了不到四个月,就发现了中子,顺便计算出了它的质量。激动之下,他赶紧写好了一篇实验论文,并且在最后宣布道:“李谕先生多年之前预测的中子被发现了!”
既然是李谕放出去的豪言,肯定要让自己人找到。
李谕当然为他高兴,同时感叹道:“粒子物理的又一把钥匙终于出现了。”
“您指的是放射性?”王淦昌说。
李谕说:“它以后能干的事可太多了。”
王淦昌依旧很敏锐:“用它轰击其他原子核?”
李谕笑道:“你的想法很大胆。”
自从中子被发现,各地的科学家都开始用中子轰击原子,这就打开了潘多拉的魔盒。
1934年,费米团队还有约里奥·居里夫妇首次用中子轰击了铀;
1938年,奥托·哈恩发现,用中子去轰击铀235,出现了核裂变!莉泽·迈特纳随即发论文给出了理论解释。
而在迈特纳写好论文的两天后,德国当局就派人找到了哈恩,开始研究原子弹项目。他们还找来了海森堡以及劳厄、盖革、博特,称作铀俱乐部。
费米则又认识到想要实现链式反应,必须用慢中子,并发现富含氢的物质如重水,可以让中子减速。
——
话说王淦昌就是两弹一星的功勋。
帮王淦昌的文章签好字,李谕先在国内的《科学杂志》发表,随后邮寄给了美国的《SCIENCE》,确保尽快见诸报端。
很快,雪花一般的祝贺信从各地寄了过来。
李谕翻开一封卡文迪许实验室的信,笑道:“卢瑟福先生说,他们从多年前就开始寻找这个中性粒子,但一直也走在了错误的路线上。”
“还有这一封,柏林大学的博特教授称赞你的科学直觉……“”
“依靠这个成果,你百分百要和赵忠尧先后获得诺贝尔奖了。”
“简直如梦一样!”王淦昌还很年轻,大名突然到来多少有些震惊,但还是谦虚道,“如果没有院士先生给的方向和资源,恐怕我连进入错误方向的机会都没有。”
李谕想起迈特纳说的话,正好用上:“咱们的运气好!”