“这也就是说,这束硬‘伽马射线’在石蜡里面和石蜡原子发生了碰撞,从里面打出来了质子。
“到这里,我这才意识到事情有些不太对劲,因为用伽马射线和原子发生碰撞这件事情,我应该是再熟悉不过的了。
“伽马射线本质上是电磁波,电磁波又是静质量为零的光子。伽马射线所携带的能量,最多也就只能把原子外围的最外层电子给打出来,也就是那种叫做‘陈效应’的伽马射线散射。
“伽马射线绝对不可能有那么大的能量,能把石蜡里面的质子打出来。这就像是用一个赛璐珞的乒乓球去打一个铅球,哪怕乒乓球的速度再快,估计也很难让铅球移动出一大段距离。”
“可是,万一这是一种新型的伽马射线呢?就比如说能量很高的那一种,确实可以把石蜡里面的质子给打出来呢?”
提问的不是卢瑟福也不是玻尔,而是弗雷德里克。
陈慕武没想到,该来的还是会来。
当初小居里夫妇两个人,就是把中子当成了一种新型的伽马射线,才和发现中子这件事情擦肩而过。
“这很简单,要验证这种从硼晶体中射出来的东西,到底是伽马射线还是一种新的粒子,就是我接下来准备做的事情。
“按照卢瑟福爵士的说法,”当着众人的面,陈慕武称呼卢瑟福时没有选择“老师”,而是采用了更为官方的说法,“中子可能是一种由一枚带正电的质子和一枚带负电的电子结合而来的粒子。
“已知电子的质量仅为质子质量的将近两千分之一,那么理论上‘中子’的质量,应该和质子的质量基本相仿。
“如果假设这种粒子是‘中子’的话,那么让其和质量差不多的其他粒子,比如说质子,氘核,氦核等等粒子发生碰撞的话,在云雾室中观测这些粒子发生碰撞后的轨迹,应该就能推出他们在碰撞中获得了多大的能量。
“这样一来,就能验证这种从硼晶体中射出来的粒子,究竟是不是所谓的那种新粒子‘中子’了。”
“陈,那你做了这个实验没有?结果又是如何呢?”
这次发问的是卢瑟福。
“爵士,我想到这可能是‘中子’之后,就去电报局给您发了电报,在这几天只是刚刚把实验重新复刻了出来,目前只是有这种想法,还没来得及做实验进行检测。
“刚好您和玻尔教授,还有詹姆斯以及彼得都来到了斯德哥尔摩,那我看我们干脆就一起来做这个实验就好了。”
卢瑟福不知道陈慕武说的是真话还是假话,他总觉得这个所谓的验证试验根本就不复杂,对于陈慕武来说,只要他想做,那么把实验做出来完全就是轻而易举的。
他这是在等着自己,想要让自己亲眼见证吗?
卢瑟福觉得很有可能。
陈慕武说是大家一起做实验,但这件事让众人全部都围在实验台前,反而束手束脚,是一种阻碍。
而且这个实验说白了,就是利用从硼晶体中射出来的‘中子’,和氢原子核、氘原子核还有氦原子核发生碰撞,利用云雾室记录下来的碰撞完成后这些原子核的轨迹,从而反推出中子的能量和质量。
只要能够拍下云雾室里面的轨迹照片,接下来的测量和计算工作,甚至都可以放到自习室里进行。
所以陈慕武在向这些围观的人介绍完自己的实验思路和装置之后,就把大家都客客气气地请了出去。
他的身边只剩下了赵忠尧和考克罗夫特,还有伊蕾娜和弗雷德里克小居里夫妇,这最开始的五个人。
从在斯德哥尔摩建造回旋加速器开始,他们几个人之间已经培养出来了足够高的默契程度。
因为此前陈慕武已经在剑桥大学做过这个实验,所以有了这么多人手帮忙,再次做起来之后,他们的进展很神速。
只花了不到一天的时间,他们就拍下来了足够多的云雾室照相底片。
接下来就是分别计算氢原子核、氘原子核和氦原子核从硼射线那里获得了多少能量,来反推这种硼射线的具体性质是什么了。
实验结果出来之后,计算后获得的结论也很快被揭露。
这个新粒子的质量大概是相对原子质量。
陈慕武是知道的,这个数据不准确,和未来中子的精确质量差了不少。
但是在场的其他人不知道这件事。
他们只知道,按照现在的数据,一个质子加上一个电子,这两种粒子的质量之和大概在相对原子质量。
如此看来,中子和“质子+电子”的质量相差无几。
虽然前者比后者的质量要小,似乎是可以接受的。
在得到了这个结果之后,在场的众人都无比激动。
陈慕武也只好装出一副激动的样子,加入到了大家的这一场狂欢当中来。
自己苦心寻找了十几年的电中性粒子,就这样被云雾室的照相底片间接记录下来,卢瑟福高兴得不能自已。
“陈,你真了不起!你真了不起!”
可就在这个时候,实验室现场突兀地响起了一句带着丹麦口音的英语:“爵士,我觉得你的假说里,有个地方不正确。”
(本章完)
第416章 155带正电的正电子
陈慕武这边刚刚取得正向的实验结果,就有人在旁边提出来不和谐的反对声音,卢瑟福当然不会高兴。
就算你是玻尔,又怎么样?
“尼尔斯,你是说陈的实验哪里做错了,还是说我哪里说错了?讲讲你的看法。”
说话的时候,卢瑟福的胡子都跟着一起耷拉了下来。
“爵士,陈博士的实验当然没出错,因为我们全员都在这里围观着。我认为出错的是您之前的假说,即把‘中子’认为是‘质子+电子’的符合粒子系统。
“我觉得中子应该是和质子还有电子一样,都是不可再分的‘基本粒子’。”
玻尔一点也不害怕卢瑟福的严厉,直接说出了自己的真实想法。
查德威克接过了话题:“但是实验数据已经摆在了明面上,中子的质量个单位,质子加电子的质量和是个单位,两者之间的结合能大概在1兆电子伏特左右。结合这些陈博士刚刚测量出来的数据,那么中子作为一个质子和一个电子的束缚态符合系统,和已有知识是完全相容的。”
查德威克说的很有道理,但是他的有道理,是完全建立在陈慕武测量出来的实验数据完全可信这个基础上。
陈慕武没想到,现在的实验条件让自己不得不测量出来这种不太准确的数据,反而成为了查德威克反驳玻尔的证据。
殊不知,其实玻尔才是最正确的那一个。
历史上,同样是玻尔在查德威克发现中子之后,第一个提出来中子应该是基本粒子,而不是质子和电子符合体系这个观点的人。
卢瑟福皱着眉头,问站在他身边,此时最受他相信的好学生陈慕武:“陈,怎么看这件事?”
陈慕武左右为难,他不能直接说卢瑟福的理论确实错误,只有玻尔猜想才是正确的这件事。
物理学是一门以实验为基础的学科,必须要把实验做出来,才能说明究竟谁的理论才是对的,谁的理论才是错的。
“呃,爵士,詹姆斯,还有玻尔教授,我想这件事就像夫妻吵架一样,双方每个人都觉得自己是对的,否则也不可能吵起架来。
“不如这样,我再来设计一下实验,用另外一种办法,较为精确地测量一下中子的真实质量,怎么样?”
陈慕武觉得,把一帮现在世界顶级的物理学家,全都请到斯德哥尔摩,有的时候也不是一件好事。
他的这些论文原本还打算细水长流,一篇接一篇源源不断地刊登在自己的《王子学院学报》上呢。
结果玻尔和卢瑟福还有查德威克之间的学术争论,受到伤害的反而是他陈慕武自己。
“你又想好了新的实验办法了吗?你打算怎么做?”
不光是卢瑟福,基本上在场的所有人,都面带疑惑地盯着陈慕武,期待他接下来的回答到底是什么。
“嗯,我想很简单,可以利用伽马射线去轰击氘核,把氘核分解为一个质子和一个中子,利用这个核反应的反应过程当中能量守恒,来测量中子的质量。
“氘核的结合能很小,我估计大概只有几个兆电子伏特,这个核反应操作起来不算难。
“这样吧,赵博士和考克罗夫特博士,你们两个人负责去做这个测量中子精确质量的实验,如何?”
陈慕武把这个实验任务委派了出去。
现在中子已经板上钉钉地发现了,其他事情总不至于让他继续亲力亲为。
更何况,他陈慕武还有其他的事情要做。
“当然。”
“当然没问题。”
赵忠尧和考克罗夫特异口同声地答应道。
陈慕武能把这个实验任务交到他们的手上,本身就说明了是一种对他们的信任。
“陈,那我们呢?”
伊蕾娜在旁边也想要任务,她的这个妹夫,为什么什么事情都不先想着她和弗雷德里克这两个家人,反而把功劳都送给从剑桥大学跟着他一起来到斯德哥尔摩的两个同事呢?
“伊蕾娜,弗雷德里克,我们要趁着赵博士和考克罗夫特博士做实验的时候,把有关中子发现的这篇论文写出来,然后和之前的有关发现第八十五号元素类碘,还有第四十三号元素类锰的那几篇论文,一起发表在《王子学院学报》上面。
“这篇论文的初稿,就先辛苦你们了。”
“没的说!”
陈慕武给他们的这个新任务,非但没有让小居里夫妇心里有什么不痛快,反而让他们兴致满满。
整个发现中子的实验,除了弗雷德里克在计算类碘元素核反应前后的质量对不上,其余的所有事情都是陈慕武一个人完成的。
现在他让他们两个人一起写论文,明显是想让大家一起把名字都挂到最终发表的论文上面。
赵忠尧和考克罗夫特,伊蕾娜和弗雷德里克,各自领了任务离开之后,陈慕武继续招待起远道而来的几位客人来。
他一边抱起桌面上的云雾室照相底片,一边和众人客气道:“我估计赵博士和考克罗夫特博士那边的实验结果,还需要等一段时间才能出来。
“我看我们没必要继续在实验室里逗留等结果,不如先去外面喝杯茶。”
虽然玻尔和卢瑟福都想在第一时间就知道实验测出来的中子精确质量到底是多少,他们两个人的观点到底谁是正确谁是错误。
可陈慕武话说得也很有道理,赵忠尧还有考克罗夫特的这个实验,不可能几个小时就出结果,快的话一两天,慢的话三五天也有可能。
玻尔以为陈慕武说的出去喝杯茶,应该是那种把热红茶加入到冷牛奶当中的英式下午茶。
但没想到陈慕武端上来的却是来自中的精美瓷器,泡的也都是清澈见底的绿茶。
更令他意外的是,卢瑟福、查德威克还有卡皮察,对此丝毫没有意见,对不加奶不加糖的绿茶喝得津津有味。
“陈,不管瑞典这边的皇家科学院有多不想把诺贝尔物理学奖再次颁发给你,我觉得你这次再拿一个诺贝尔物理学奖应该是板上钉钉的事情了。
“回旋加速器也好,发现中子也好,这两项功绩放到两个人身上,最少能拿到两个诺贝尔物理学奖,但你一个人在短时间内全都做了出来,也就只能拿到一个。我替你感觉有点儿亏。”
自己寻找了十几年的中子,就这样被陈慕武给发现了出来,卢瑟福的心情大好,他联想到瑞典,自然而然地就联想到了诺贝尔奖。
卡皮察也在一旁附和:“我觉得这次应该不仅仅是诺贝尔物理学奖,连诺贝尔化学奖应该也一并颁给陈才对。
“之前发现氢元素的同位素时,市面上就已经有过呼声,说要把化学奖颁发给陈,可是瑞典这边的评委会装死听不见。
“现在陈发现的氢元素的同位素已经有了两种,而且他还发现了两种那些只会对着矿石做化验的化学家们一辈子都不能发现的新元素。
“我觉得瑞典皇家科学院这次如果再装死的话,就实在不礼貌了。”
喝了一口绿茶,觉得不加奶和糖同样别有一番风味的玻尔也笑着说道:“我希望他们在同一年,把这两个奖项全都颁发给陈慕武,这样还能创造一段新的佳话。”
被众人吹捧的陈慕武,此时却是一边喝茶,一边皱着眉头盯着手里面的这些云雾室照相底片。
这几张底片上面记录的,都是阿尔法粒子轰击到硼晶体上面之后,产生的中子和氢原子核、氘原子核还有氦原子核发生碰撞后的粒子轨迹。
因为要用种子去轰击,所以在硼晶体后面并没有一层石蜡片用以对中子减速,而是从硼晶体出来后就让中子直接入射到了云雾室当中。
陈慕武假模假样地皱着眉头,其实他早就找到了自己想要寻找的东西。
他之所以这么做,为的就是能够吸引到别人的注意。
刚打瞌睡就有人给送枕头,卡皮察果然注意到了这些奇怪的地方:“陈,怎么了,难道说你和瑞典的诺贝尔奖评委会发生了什么矛盾吗?为何一提起诺贝尔奖,就让你如此闷闷不乐?”
“彼得,不是诺贝尔奖的问题,自从获得一次之后,我对能不能再次获奖这件事情已经看得很开了。
“当然这不能说明我不喜欢拿诺贝尔奖,毕竟那笔实打实的奖金和纯黄金铸造而成的奖章还是很诱人的。