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第465章 極限反擊!反轉再反轉!電子自旋,難道真的錯了嗎?

2024-12-25 14:52:37 作者: 虛空聖堂
  第465章 極限反擊!反轉再反轉!電子自旋,難道真的錯了嗎?

  電子自旋的概念,既無比驚艷又令人匪夷所思。

  泡利提出的兩大質疑,讓在場眾人都陷入沉思之中。

  第一,自旋量子數為何是分數。

  第二,電子表面的速度超過了光速。

  如果不能解釋這兩個問題,那麼物理學界就沒辦法承認電子自旋的正確性。

  換言之,第四量子數也就不是電子自旋。

  泡利一出手,就讓今天的會議變得撲朔迷離、精彩紛呈。

  前排的大佬們忽然覺得這孩子確實高調了點,但是物理實力是毋庸置疑的。

  「根據狹義相對論,電子的運動速度越大,則質量越大。」

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  電子自旋畢竟是一個量子概念。

  在眾人的注視下,泡利邪魅一笑,然後瀟灑地站了起來。

  顯然,他們倆是沒辦法回答這個問題了。

  「怎麼會這麼容易就被我發現呢?」

  「而質量變大反過來又約束了電子的速度。」

  直到此刻,他終於感受到了泡利的強大。

  「而磁矩因為和磁場相互作用,導致譜線分裂。」

  這是熟練度的問題。

  「有布魯斯教授教授坐鎮這裡,我還擔心什麼。」

  「有了方法,即便是我,也能推導出來。」

  泡利確實說服了他們。

  就連古科二人也忘記了和泡利的恩怨。

  「而是這樣一個公式。」

  而烏倫貝克不一樣,他甚至連前十都不算。

  仿佛有一股熱血,從腳底衝上來,轟然爆發。

  此刻,全場的目光都聚焦在烏倫貝克的身上。

  所以哪怕玻爾和埃倫費斯特有了一些想法,也不會主動先說出來。

  「上帝啊,不要這樣對我。」

  他喃喃道:

  這一刻,眾多學生被烏倫貝克所折服。

  先有物理後有天,布魯斯還在物理前!

  也難怪如此年輕就發表不相容原理。

  「難道真的是我痴心妄想嗎?」

  但是若要論計算能力,那毫不誇張地說,拍馬也趕不上狄拉克、泡利等人了。

  「烏倫貝克雖然在天才榜上排名靠後,不如泡利,但是實力同樣非同小可。」

  「如果考慮狹義相對論,固然可以讓電子的表面赤道速度不會超過光速。」

  玻爾放下心來。

  「第二個問題。」

  埃倫費斯特教授和玻爾教授,正在小聲地討論,表情很激動。

  烏倫貝克的答案,讓他毫無感覺,因為它充滿了破綻。

  「這樣大小的磁矩,並不足以讓電子因為能級的不同,而發生譜線的分裂。」


  虛空生電!

  但是很快,狄拉克微微皺眉,他剛剛又算了一遍,有一點小問題。

  布魯斯教授還不能出手!

  因此,大家對於他沒有什麼厭惡,反而是比較欣賞。

  「所以,即便存在你說的那種轉動2圈回到原位的結構。」

  下方的泡利眉頭一皺,他感覺烏倫貝克有點不一樣了。

  並且還時不時地望向在場的眾人,觀察大家的反應,尋找一些靈感。

  具體哪裡不一樣,他也說不出來。

  他總覺得對方沒有真正地深入本質。

  接著,玻爾又看了一眼布魯斯教授。

  忽然,烏倫貝克的目光落在了最前方的李奇維身上。

  發現電子自旋帶給了烏倫貝克莫大的信心。

  悲觀的情緒在烏倫貝克身上蔓延。

  對方的角度實在太犀利、太刁鑽了。

  可是烏倫貝克的回答,全都是基於經典物理學的。

  「而且這所有的計算過程,全都是經典物理學那一套。」

  「所以,電子的自旋速度不可能超過光速。」

  烏倫貝克心頭震撼!

  不過他們並沒有第一時間出聲。

  「哪怕回答的不好,也只代表我能力有限。」

  「它由三個齒輪和三根金屬線條組成。」

  「所以根據譜線分裂的情況,就可以計算出磁矩的大小。」

  他們無法接受這個現實。

  「他們是根據反常塞曼效應,才推導出這個數值。」

  「換言之,如果考慮了狹義相對論,那麼就無法解釋反常塞曼效應。」

  「可惜,它沒有任何意義。」

  數字、物理概念、靈感.他好似被隔空傳遞了力量,變得無比自信。

  就連狄拉克、海森堡等人,也微微點頭。

  對方的氣勢霸天絕地,泡利的犀利質疑,在其面前,只是微不足道的清風拂面。

  「以上就是我的回答。」

  最後,他的目光定格在泡利身上。

  嘩!烏倫貝克話音剛落,全場皆驚!所有人都不可思議地看著他。

  他看向了科羅尼格和古德斯米特二人,仿佛在說:你們倆是惹到了一個什麼怪物啊!烏倫貝克是真的沒招了。

  甚至連他自己都開始懷疑電子自旋的正確性了。

  所以,泡利那咄咄逼人的強大氣勢,並沒有影響到烏倫貝克的心態。

  「奇怪,到底是哪裡出了問題?」

  「接著,就能反推出自旋速度的大小。」

  所以,他暫時不清楚這個回答對不對。

  「這顯然是違背了狹義相對論。」

  「這個說法是有待商榷的。」

  烏倫貝克深吸一口氣,平靜地說道:

  因為他的推導過程,在座的眾人都能復現出來。


  一切,盡在掌握!

  時機未到!

  狄拉克低頭在刷刷地計算著什麼,面色毫無動容。

  「神秘莫測的電子自旋,難道真的錯了嗎?」

  海森堡抬頭望著天花板,嘴裡念念有詞。

  最關鍵的是,找不到任何的理由反駁他。

  此刻大佬們思考泡利的質疑後,也都微微皺眉。

  「那可是第四量子數啊!」

  「泡利博士算出的數據是137倍光速。」

  眾人的議論聲讓烏倫貝克微微顫抖。

  「可是烏倫貝克三人的推導過程,也是基於實驗現象的。」

  「接著是第二個問題。」

  「你畫的那個三齒輪模型,非常精巧。」

  嘩!泡利開口,眾人皆是一驚。

  不能簡單地用狹義相對論來彌補自旋的漏洞。

  「非常感謝泡利博士生提出的問題。」

  玻爾的研究更多是思考物理的本源,而不是純粹的計算。

  「原位狀態時,三根金屬線條是同時出現,且連成一條線的。」

  「電子自旋應該考慮狹義相對論。」

  甚至差點讓不少人覺得,電子自旋可能真的是個錯誤。

  此刻,不要說他們三人,就連狄拉克、海森堡等天才,也是在苦苦思索。

  泡利侃侃而談道:「首先,第一個問題。」

  【這裡注意,討論的是電子表面自旋速度,而不是電子繞核運動的速度。】

  「所以,我認為電子可能也是類似的情況。」

  至於盧瑟福等實驗派,則是滿臉懵逼。

  對方的眼睛深邃如宇宙星空,小到電子大到天體,皆在其中,旋轉不休。

  「我可以嘗試為大家解釋。」

  「但是,正好感謝泡利博士提醒了我。」

  「目前已知電子的直徑是2.8×10(-16)米。」

  唰!烏倫貝克一通計算,給出了電子自旋速度的表達式。

  古德斯米特和科羅尼格已經略顯頹勢。

  他的知識結構和層次,當然比在場的學生們高好幾個等級。

  不論是泡利的質疑,還是烏倫貝克的回答,都沒有讓他有什麼特別的反應。

  「在這個結構中,就出現了轉動2圈才會回到原位的現象。」

  他終於開口了:

  「上帝啊!誰能確定地告訴我,電子自旋到底是怎麼回事啊?」

  面對強大的泡利,他沒有膽怯,而是極盡升華,壓榨自己的潛能。

  「最後根據簡單的換算關係,就能得出電子表面的速度。」

  「真是長江後浪推前浪啊!」然而玻爾對烏倫貝克的回答,卻表情凝重。

  「那也太胡扯了。」

  「這時,我們接著再轉動一圈,隱藏的金屬線條重新出現,和另外兩條重新連成直線。」


  給出了幾乎完美的答案。

  至少從邏輯上看完全沒有問題。

  「大家請看屏幕,我設計了這樣一種結構。」

  「按照他的計算方法,電子確實不太可能自旋。」

  當然,這小胖子就是損人的話說的太難聽了。

  這樣,就能解釋第二個問題了。

  「.」

  「在這麼大的壓力下,還能如此從容應對。」

  自己提出的新理論,就要做好面對各種質疑的準備。

  他對自己的回答還是很滿意的。

  「願聞其詳,泡利博士。」

  「因為在你的論文中,電子是一個實實在在的小球。」

  如果考慮狹義相對論的話,那麼電子的磁矩會不會變化呢?可惜,玻爾早已不是當初那個震驚天下的超級天才了。

  玻爾、埃倫費斯特、愛因斯坦等大佬,同樣微微搖頭。

  是的,在眾學生看來,烏倫貝克的回答足以解釋泡利的質疑了。

  此刻唯有不發言,才能保持大佬的神秘。

  他再也不認為自己比別人差。

  因為他的回答有理有據。

  「因為電子自旋,所以產生磁矩。」

  烏倫貝克的表現已經遠遠超越了他的預期。

  雷光閃耀!

  他正心平氣和地冷靜思考。

  房間內突然陷入了詭異的安靜。

  「所以,這個問題還是無解。」

  烏倫貝克掃視了一圈。

  「如果電子真的在自旋,那只能符合泡利的計算結果。」

  甚至於他自己都不能回答的這麼好。

  「我還想憑藉電子自旋獲得物理諾獎呢。」

  「首先是第一個問題。」

  在這個式子中,由於考慮了相對論效應。

  如果是狄拉克給出這樣的回答,他們即便會震驚,但不會共情。

  他得意地看了一眼古科二人,傳達的意思不言而喻。

  「小樣,我就說你們的論文是垃圾吧,還不信。」

  「霸氣無比啊!」

  他完全沒有想到這一層。

  從邏輯看,對方的回答沒有問題。

  突然間,猶如脫胎換骨一般。

  「當轉動最上層的齒輪一圈時,由於齒輪間的配合作用,最上層齒輪上的金屬線條就隱藏在另一個齒輪背面了。」

  烏倫貝克沉迷在李奇維的幻象之中。

  根據他對老師的了解,這時候對方的腦海里正在進行常人無法想像的思考過程。

  只有泡利意氣風發,耀武揚威。

  「泡利博士認為,不存在旋轉2周才能回到原位的物體。」

  所有人都默不作聲。

  泡利擺著天老二爺老大的牛逼姿勢,睥睨全場。


  這確實是兩個非常致命的問題,直擊核心。

  「我怎麼感覺泡利的分析很對呢。」

  「我靠,人怎麼能這麼帥!」

  「難道你想說它的內部,還有如此精密複雜的細微結構嗎?」

  【註:這是當時公認的經典直徑,但電子其實沒有直徑的說法,在現代物理學中它被當成點粒子。】

  他的氣勢陡然一變!無數信息在頭腦中掀起一陣風暴。

  倒是玻爾、狄拉克等人,微微點頭,他們大概能理解泡利的心思。

  烏倫貝克承載了全部的希望。

  然而此刻的李奇維,依然是淡定地坐在那裡,臉上毫無波動。

  「烏倫貝克先生,你的答案無法說服我。」

  所以,電子的速度受到束縛,不可能超過光速。

  他想從自己的老師身上,發現一些端倪。

  「我又不是狄拉克」

  泡利的反擊無懈可擊!狄拉克按照泡利的方法,又算了一遍,完全沒錯。

  因為這是演講者需要正面回答的。

  泡利的反問,直擊他的命門。

  現在最緊張的就是烏倫貝克三人了。

  此刻,在他眼裡,布魯斯教授猶如天神。

  「所以,這個回答也是錯誤的。」

  「.」

  嘩!泡利的回答,簡直讓所有人震驚的目瞪口呆。

  但總感覺哪裡不對勁。

  「但是根據計算,在這種情況下,電子運動產生的磁矩就會降低很多倍。」

  轟!一剎那!

  幸福來得突然,走的也很突然。

  因為狄拉克是公認的物理第一天才,他碾壓泡利是理所應當的。

  「我堅信電子自旋一定是對的!」

  埃倫費斯特的臉上紅光滿面,露出欣慰的笑容。

  對方的臉上帶著淡淡的睿智笑容,那是睥睨天下的從容。

  這都不行?

  就連狄拉克這樣的絕世天才,也束手無策了。

  「雙方都沒有錯誤啊,但為何會得出互相矛盾的結果呢?」

  「但肯定不會是電子這樣的小球。」

  儘管回答者是他們的學生。

  「不過,看泡利那小子的眼神,估計有問題。」

  而且泡利完全是針對科學問題。

  「這下還頭鐵不?」

  這時,烏倫貝克率先看向了李奇維。

  他的內心無限期望。

  「布魯斯教授,您還不出手嗎?」

  (本章完)


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