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第416章 155帶正電的正電子

2024-08-18 16:05:06 作者: 趙師雄
  第416章 155帶正電的正電子

  陳慕武這邊剛剛取得正向的實驗結果,就有人在旁邊提出來不和諧的反對聲音,盧瑟福當然不會高興。

  就算你是玻爾,又怎麼樣?

  「尼爾斯,你是說陳的實驗哪裡做錯了,還是說我哪裡說錯了?講講你的看法。」

  說話的時候,盧瑟福的鬍子都跟著一起耷拉了下來。

  「爵士,陳博士的實驗當然沒出錯,因為我們全員都在這裡圍觀著。我認為出錯的是您之前的假說,即把『中子』認為是『質子+電子』的符合粒子系統。

  「我覺得中子應該是和質子還有電子一樣,都是不可再分的『基本粒子』。」

  玻爾一點也不害怕盧瑟福的嚴厲,直接說出了自己的真實想法。

  查德威克接過了話題:「但是實驗數據已經擺在了明面上,中子的質量1.0067個單位,質子加電子的質量和是1.0078個單位,兩者之間的結合能大概在1兆電子伏特左右。結合這些陳博士剛剛測量出來的數據,那麼中子作為一個質子和一個電子的束縛態符合系統,和已有知識是完全相容的。」

  查德威克說的很有道理,但是他的有道理,是完全建立在陳慕武測量出來的實驗數據完全可信這個基礎上。

  陳慕武沒想到,現在的實驗條件讓自己不得不測量出來這種不太準確的數據,反而成為了查德威克反駁玻爾的證據。

  殊不知,其實玻爾才是最正確的那一個。

  歷史上,同樣是玻爾在查德威克發現中子之後,第一個提出來中子應該是基本粒子,而不是質子和電子符合體系這個觀點的人。

  盧瑟福皺著眉頭,問站在他身邊,此時最受他相信的好學生陳慕武:「陳,伱怎麼看這件事?」

  陳慕武左右為難,他不能直接說盧瑟福的理論確實錯誤,只有玻爾猜想才是正確的這件事。

  物理學是一門以實驗為基礎的學科,必須要把實驗做出來,才能說明究竟誰的理論才是對的,誰的理論才是錯的。

  「呃,爵士,詹姆斯,還有玻爾教授,我想這件事就像夫妻吵架一樣,雙方每個人都覺得自己是對的,否則也不可能吵起架來。

  「不如這樣,我再來設計一下實驗,用另外一種辦法,較為精確地測量一下中子的真實質量,怎麼樣?」

  陳慕武覺得,把一幫現在世界頂級的物理學家,全都請到斯德哥爾摩,有的時候也不是一件好事。

  他的這些論文原本還打算細水長流,一篇接一篇源源不斷地刊登在自己的《王子學院學報》上呢。

  結果玻爾和盧瑟福還有查德威克之間的學術爭論,受到傷害的反而是他陳慕武自己。

  「你又想好了新的實驗辦法了嗎?你打算怎麼做?」

  不光是盧瑟福,基本上在場的所有人,都面帶疑惑地盯著陳慕武,期待他接下來的回答到底是什麼。

  「嗯,我想很簡單,可以利用伽馬射線去轟擊氘核,把氘核分解為一個質子和一個中子,利用這個核反應的反應過程當中能量守恆,來測量中子的質量。

  「氘核的結合能很小,我估計大概只有幾個兆電子伏特,這個核反應操作起來不算難。

  「這樣吧,趙博士和考克羅夫特博士,你們兩個人負責去做這個測量中子精確質量的實驗,如何?」


  陳慕武把這個實驗任務委派了出去。

  現在中子已經板上釘釘地發現了,其他事情總不至於讓他繼續親力親為。

  更何況,他陳慕武還有其他的事情要做。

  「當然。」

  「當然沒問題。」

  趙忠堯和考克羅夫特異口同聲地答應道。

  陳慕武能把這個實驗任務交到他們的手上,本身就說明了是一種對他們的信任。

  「陳,那我們呢?」

  伊蕾娜在旁邊也想要任務,她的這個妹夫,為什麼什麼事情都不先想著她和弗雷德里克這兩個家人,反而把功勞都送給從劍橋大學跟著他一起來到斯德哥爾摩的兩個同事呢?

  「伊蕾娜,弗雷德里克,我們要趁著趙博士和考克羅夫特博士做實驗的時候,把有關中子發現的這篇論文寫出來,然後和之前的有關發現第八十五號元素類碘,還有第四十三號元素類錳的那幾篇論文,一起發表在《王子學院學報》上面。

  「這篇論文的初稿,就先辛苦你們了。」

  「沒的說!」

  陳慕武給他們的這個新任務,非但沒有讓小居里夫婦心裡有什麼不痛快,反而讓他們興致滿滿。

  整個發現中子的實驗,除了弗雷德里克在計算類碘元素核反應前後的質量對不上,其餘的所有事情都是陳慕武一個人完成的。

  現在他讓他們兩個人一起寫論文,明顯是想讓大家一起把名字都掛到最終發表的論文上面。

  趙忠堯和考克羅夫特,伊蕾娜和弗雷德里克,各自領了任務離開之後,陳慕武繼續招待起遠道而來的幾位客人來。

  他一邊抱起桌面上的雲霧室照相底片,一邊和眾人客氣道:「我估計趙博士和考克羅夫特博士那邊的實驗結果,還需要等一段時間才能出來。

  「我看我們沒必要繼續在實驗室里逗留等結果,不如先去外面喝杯茶。」

  雖然玻爾和盧瑟福都想在第一時間就知道實驗測出來的中子精確質量到底是多少,他們兩個人的觀點到底誰是正確誰是錯誤。

  可陳慕武話說得也很有道理,趙忠堯還有考克羅夫特的這個實驗,不可能幾個小時就出結果,快的話一兩天,慢的話三五天也有可能。

  玻爾以為陳慕武說的出去喝杯茶,應該是那種把熱紅茶加入到冷牛奶當中的英式下午茶。

  但沒想到陳慕武端上來的卻是來自中囯的精美瓷器,泡的也都是清澈見底的綠茶。

  更令他意外的是,盧瑟福、查德威克還有卡皮察,對此絲毫沒有意見,對不加奶不加糖的綠茶喝得津津有味。

  「陳,不管瑞典這邊的皇家科學院有多不想把諾貝爾物理學獎再次頒發給你,我覺得你這次再拿一個諾貝爾物理學獎應該是板上釘釘的事情了。

  「回旋加速器也好,發現中子也好,這兩項功績放到兩個人身上,最少能拿到兩個諾貝爾物理學獎,但你一個人在短時間內全都做了出來,也就只能拿到一個。我替你感覺有點兒虧。」

  自己尋找了十幾年的中子,就這樣被陳慕武給發現了出來,盧瑟福的心情大好,他聯想到瑞典,自然而然地就聯想到了諾貝爾獎。

  卡皮察也在一旁附和:「我覺得這次應該不僅僅是諾貝爾物理學獎,連諾貝爾化學獎應該也一併頒給陳才對。


  「之前發現氫元素的同位素時,市面上就已經有過呼聲,說要把化學獎頒發給陳,可是瑞典這邊的評委會裝死聽不見。

  「現在陳發現的氫元素的同位素已經有了兩種,而且他還發現了兩種那些只會對著礦石做化驗的化學家們一輩子都不能發現的新元素。

  「我覺得瑞典皇家科學院這次如果再裝死的話,就實在不禮貌了。」

  喝了一口綠茶,覺得不加奶和糖同樣別有一番風味的玻爾也笑著說道:「我希望他們在同一年,把這兩個獎項全都頒發給陳慕武,這樣還能創造一段新的佳話。」

  被眾人吹捧的陳慕武,此時卻是一邊喝茶,一邊皺著眉頭盯著手裡面的這些雲霧室照相底片。

  這幾張底片上面記錄的,都是阿爾法粒子轟擊到硼晶體上面之後,產生的中子和氫原子核、氘原子核還有氦原子核發生碰撞後的粒子軌跡。

  因為要用種子去轟擊,所以在硼晶體後面並沒有一層石蠟片用以對中子減速,而是從硼晶體出來後就讓中子直接入射到了雲霧室當中。

  陳慕武假模假樣地皺著眉頭,其實他早就找到了自己想要尋找的東西。

  他之所以這麼做,為的就是能夠吸引到別人的注意。

  剛打瞌睡就有人給送枕頭,卡皮察果然注意到了這些奇怪的地方:「陳,怎麼了,難道說你和瑞典的諾貝爾獎評委會發生了什麼矛盾嗎?為何一提起諾貝爾獎,就讓你如此悶悶不樂?」

  「彼得,不是諾貝爾獎的問題,自從獲得一次之後,我對能不能再次獲獎這件事情已經看得很開了。

  「——當然這不能說明我不喜歡拿諾貝爾獎,畢竟那筆實打實的獎金和純黃金鑄造而成的獎章還是很誘人的。

  「讓我皺眉頭的,其實是另外一件事情。」

  說著話,陳慕武把手中的某一張照相底片,放到了被眾人圍在中間的茶几上。

  他伸出食指指著底片上的一處軌跡問道:「你們來看一看,這裡的這個軌跡,是不是很奇怪?

  「看它在磁場中的偏轉方向,應該是一枚帶正電的粒子。

  「而把它的軌跡和氫原子核、氘原子核還有氦原子核作比較,卻又發現其並不屬於上面三種原子核中的任意一種。

  「我看它的軌跡,總感覺這應該是一個電子的軌跡才對。那麼問題就來了,這個電子帶的,似乎是正電。」

  去年夏天在卡文迪許實驗室,陳慕武在自己發現中子的實驗裡,已經同時發現了正電子的存在。

  至於正電子是從哪裡來?

  當然是阿爾法粒子和硼晶體裡面的硼-10發生核反應,產生了氮-13並且釋放出一個中子。

  氮-13不是氮元素的穩定同位素,其半衰期只有不到十分鐘。

  氮-13會進行正貝塔衰變,向外釋放出一個正電子,然後變成穩定的碳-13。

  α+B→n+N。

  N→β+C。

  當時在卡文迪許實驗室,在硼晶體的後面還有一個驗證會被中子轟擊出質子來的石蠟塊,正電子依然能夠從石蠟塊中穿透而進入到雲霧室當中。

  現在在斯德哥爾摩,硼晶體後面的石蠟塊已經消失不見,那麼從氮-13中經過正貝塔衰變進入到雲霧室當中的正電子,就會更加暢通無阻。


  只是因為剛剛利用雲霧室照片計算中子質量時,大家的全部目光都放到了中子這種新鮮玩意兒上面,誰都沒有注意到這一條帶正電的電子軌跡。

  等陳慕武指著照相底片的軌跡提出來之後,這個帶正電的電子給在場物理學家們帶來的震撼,絲毫不亞於剛剛才被確認發現的電子帶來的震撼小。

  尤其是玻爾,當他從陳慕武口中聽到帶正電的電子,立馬就想起來了一段往事。

  那還是在1924年的哥本哈根,陳慕武受自己的邀請,離開劍橋大學到理論物理研究所交流訪問一段時間。

  那一次陳慕武和泡利在哥本哈根不但動起了拳頭,而且還打了個賭,賭得就是這種在陳方程中所預言的帶正電的電子,到底是存在還不是存在。

  玻爾記得,陳慕武和泡利兩個人之間當時打賭的賭資是十英鎊。

  而前一段時間,泡利又曾經得意洋洋地告訴自己,他們兩個人已經把賭約翻了八百倍,從十英鎊漲到了八千英鎊。

  當時自己也曾經勸過泡利,告訴他別冒這個風險。

  可是泡利覺得陳慕武必輸無疑,把自己的勸誡當做是耳邊風,根本就不往心裡去。

  沒想到,這才過去了多長時間,陳慕武就找到了帶正電的正電子!

  耳聽為虛,眼見為實。

  玻爾往前湊了湊身子,想要親眼從照相底片上見證一下,這個正電子的軌跡。

  至於陳慕武,他已經開始拿起尺子和紙筆,在上面測量計算起這個軌跡所對應的粒子的相關數據了。

  他的這步操作不能說是畫蛇添足只能說是嚴謹。

  但無論是盧瑟福、查德威克還是卡皮察,其實都不用等陳慕武的計算出結果,都能看出來這個就是電子,只不過是帶上了正電的電子。

  原本以為陳慕武發現了中子,已經是一項了不得的成就。

  沒想到他不僅發現了中子,還捎帶腳把正電子也給搞了出來。

  剛剛說有回旋加速器,有中子,諾獎評委會應該會把諾獎再一次發到陳慕武的手裡面。

  現在看來,如果明年的獲獎名單上不是陳慕武的名字,盧瑟福已經做好去瑞典皇家科學院找人拼命的打算了。

  (本章完)


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