第450章 核物理新時代！粒子加速器！「核物理之父」布魯斯！

  第450章 核物理新時代！粒子加速器！「核物理之父」布魯斯！

  當化學家們看完核聚變的論文，高呼鍊金術士復生，人造元素即將實現時。

  甚至連「元素之主」的稱呼都流傳開了。

  但是這些化學家們的內心是很苦澀的。

  因為核聚變的核反應方程並不屬於化學反應。

  化學反應是指原子重新排列組合，形成新的物質的過程。

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  在這個過程中，元素的原子本身不會發生任何變化。

  比如氫氣和氧氣反應，生成水。

  水分子中的氫原子和氫氣分子中的氫原子，是同一個氫原子，反應前後沒有任何變化。

  而氫核聚變成氦就不同了。

  在這個過程中，氫原子就永遠消失了，全部轉變成了氦原子。

  所以，這是一個物理核反應過程，不是化學反應。

  這個時代，原子結構研究需要的儀器是最先進最頂級的。

  而且還需要自制很多設備。

  連大部分物理學家都搞不定核聚變所需的儀器設備。

  就更不用提化學家了。

  瓶瓶罐罐實驗，怎麼可能和核物理實驗比難度。

  如此一來，化學家們直接懵逼了。

  點石成金的手段很好，可惜他們不會用啊。

  所以，人造元素的工作，只能由物理學家們完成。

  真實歷史上，第一個人造元素【鎝】，就是美國物理學家勞倫斯製造出來的。

  然後，他就把這種新元素寄給了義大利的兩位化學家鑑定。

  「吶，剛造出來的。」

  「你們去測測是不是43號元素。」

  化學家在物理學家面前，就是這麼卑微。

  因為勞倫斯發明了一個核物理領域，牛逼哄哄的逆天儀器。

  回旋加速器！

  這個由他首先提出概念，並最先研造出來的儀器，最大的作用就是將粒子加速。

  它能把微觀粒子加速到接近光速！

  根據質能方程，此時的粒子就具有巨大的能量，兩個粒子碰撞後足以發生核聚變反應了。

  因此，勞倫斯才能是世界上第一個製造出人工元素的。

  他也因此獲得了1939年的物理諾獎。

  今年才19歲的勞倫斯，還只是美國南達科他大學的一名物理專業本科生。

  若干年後，他將在美國加州大學伯克利分校遇到他最重要的校友，奧本海默。

  現在的奧本海默只有16歲，還是一名小有天才的美國高中生。

  這次李奇維美國之行，二人都沒有機會來聆聽演講。

  但不久的將來，他們就能見識到布魯斯教授的絕世才情。

  總之，化學家們對於核聚變那是又愛又恨。

  愛的是，元素周期表將會迎來翻天覆地的變化。

  恨的是，這些變化全是物理學家帶來的。

  於是，全球所有化學家同時羨慕道：

  「物理學家真是自然科學的寵兒！」

  英國，卡文迪許實驗室。

  物理學家中，對於核聚變論文，反應最強烈的人，無疑是盧瑟福了。

  因為核聚變的論文，對於卡文迪許而言，實在太重要了。

  此刻，他正在大組會上分享這篇震驚學界的論文。

  房間內除了盧瑟福的學生和助手們，就連福勒和狄拉克也過來了。

  福勒很快就要成為盧瑟福的女婿，自然經常往實驗室跑。

  而狄拉克則是主動請求來實驗室。

  雖然他現在正備戰第二屆物理奧賽，但閒暇時間也是有的。

  有機會來到劍橋這所夢寐以求的大學，他無比珍惜這個機會。

  更何況，盧瑟福乃是物理學界的超級大佬。

  能夠參加對方的組會，即便只是旁聽，也足以獲益匪淺了。

  於是他就和福勒坐在一起，位於房間內的角落。

  盧瑟福剛剛解讀完論文的內容，忽然來了一句：

  「哎，我突然覺得有點可惜。」

  這讓底下的學生們都面面相覷。

  您老可惜什麼啊？

  盧瑟福笑著說道：

  「核聚變這個概念，其實差點就被我首先提出來了。」

  嘩！

  所有人皆是一驚！

  他們沒想到還有這樣的事情。

  難道盧瑟福教授也在研究核聚變？

  看著眾人吃驚的表情，盧瑟福繼續說道：

  「我在發現質子的實驗中，其實已經出現核聚變的現象了。」

  「N核首先跟α粒子結合，這個過程其實就是核聚變的過程。」

  「只是可惜，我是個實驗物理學家，關注的是實驗本身的現象。」

  「反倒疏於了對於其本質的思考。」

  「而布魯斯教授這樣的理論物理學家，很喜歡且擅長從理論的高度思考問題。」

  「這就是理論物理學家和實驗物理學家的最大區別。」

  「不過，我現在嚴重懷疑。」

  「布魯斯教授的核聚變概念，就是從我們卡文迪許偷師學去的。」

  「所以接下來，我要經常組織你們，去參觀量子研究所。」

  「爭取讓布魯斯教授返還一點利息。」

  眾人聽後，全都跟著笑了。

  恐怕只有盧瑟福教授，才有資格開這種玩笑。

  他們沒有懷疑盧瑟福教授的話，對方距離提出核聚變確實就差那臨門一腳。

  但是就是如此微小的差距，卻需要靈光一現。

  科學史上，這樣的情況還真不少。

  玩笑過後，盧瑟福接著問道：

  「你們對於這篇論文有什麼看法或者問題嗎？」

  「不要害怕，大膽提出來。」

  「我們卡文迪許作為原子研究的權威，要永遠走在最前面！」

  這時，查德威克問道：

  「教授，我有一個疑問。」

  「既然之前您的實驗中，N核已經和α粒子發生核聚變了。」

  「這說明，核聚變並不一定需要極高的溫度和壓力。」

  「放射性物質產生的射線，就足以轟擊原子核，產生聚變了。」

  「那布魯斯教授提出的核聚變，為何需要這麼嚴苛的條件呢？」

  眾人聞言，皆是一愣。

  這個角度很是新奇，但卻非常有意思。

  「對啊，這豈不是說可以實現常溫核聚變？」

  「上帝啊！那也太不可思議了！」

  盧瑟福聞言，讚許地看了看查德威克。

  不過，眾人的想法註定要落空了。

  他解釋道：

  「這就是宏觀和微觀的區別了。」

  「你們應該知道，一摩爾物質中，含有的基本單元數是02×10個。」

  「也就是說，一摩爾的氮氣，雖然它的質量只有28g，體積大約在22L。」

  「但是卻包含了02×10個氮氣分子。」

  「這是一個無法想像的天文數字。」

  「這麼多的氮氣分子在一起，哪怕僅僅只是稍微加熱一下。」

  「可能就會有一兩個分子，因為動能增加而發生碰撞，產生核聚變反應。」

  「但是因為沒有足夠的溫度和壓力，這種反應只是偶然性的，無法持續進行。」

  「且也無法讓其餘的分子跟著一起聚合。」

  「甚至融合後的原子核，可能很快又重新分開了。」

  「一兩個分子級別的核聚變反應，沒有任何意義。」

  「就好像最近化學家們宣稱的點石成金。」

  「如果只是生成一個金原子，那又有什麼意義呢？」

  「宏觀物質的核聚變，才是真正的核聚變。」

  「更不用說恆星那麼大質量的物體了。」

  「如果想讓核聚變一直進行，那就必然需要極高的溫度和壓力。」

  盧瑟福的解釋讓眾人恍然大悟。

  怪不得布魯斯教授首先把核聚變的概念用在恆星上。

  原來還有這樣一層考慮。

  這時，盧瑟福接著說道：

  「而且還有最重要的一點。」

  「那就是我用射線轟擊原子核的方式，是不可控的。」

  「我們無法定量定準讓某個原子核發生核聚變反應。」

  「要想真正研究原子核的奧秘，一定是需要可控的核反應。」

  「哪怕是僅僅控制一個原子核都行。」

  「在這種情況下，就需要原子核具有非常高的能量，才能確保一定發生核反應。」

  「而不是只能靠微小到可以忽略不計的概率，讓原子核自發反應。」

  「可惜，目前並沒有這樣的儀器或者技術。」

  這時，角落裡的狄拉克眉頭微皺，然後又舒展開來。

  他直接說道：

  「教授，那為什麼不發明一種可以加速微觀粒子的儀器呢？」

  「根據質能方程，只要粒子的速度足夠大，那麼它的質量也會變大。」

  「當粒子速度接近光速時，如果這樣的兩個粒子發生碰撞，其動能轉化成的能量，或許足以啟動核聚變。」

  嘩！

  眾人齊刷刷往後看去。

  大家都知道這個名叫狄拉克的年輕人。

  據說是盧瑟福教授特意把對方帶回劍橋，就是為了物理奧賽突擊培訓的。

  今天一看，果然名不虛傳！

  這個想法非常巧妙！

  盧瑟福聽後，也是一愣。

  很快，他的臉上就露出了笑容。

  「狄拉克，你的提議非常好。」

  「說明你非常具有物理直覺。」

  「我相信，隨著越來越多的人研究核聚變，一定會有人製造出這種儀器的。」

  狄拉克的臉上無悲無喜。

  他知道以盧瑟福教授的實力，說不定早都想到了，只不過沒有說出來而已。

  盧瑟福：沒錯，就是這樣的！

  畢竟這種加速粒子的方法，完全算不上什麼創新。

  給帶電粒子加個電場，就能直接加速了，毫無難度。

  重要的是，要如何加速到接近光速。

  畢竟，低速狀態下的粒子所具有的動能，完全夠不上核聚變。

  這是狄拉克剛剛在稿紙上計算出來的。

  其實在20世紀20年代的中後期，隨著核聚變的概念提出。

  物理學家們就已經開始討論加速帶電粒子的原理了。

  因為只有讓粒子獲得更高的能量，物理學家才能製造「可控」的核反應。

  從而研究微觀粒子的各種性質。

  到了30年代早期，就有了靜電、直線等類型的加速器概念和原型。

  最後，回旋加速器橫空出世，瞬間就成為了研究核物理的主要儀器。

  接下來，眾人又陸續討論了核聚變的各種問題。

  最後，盧瑟福興奮地說道：

  「1896年，貝克勒爾教授發現元素具有放射性，這可以算作是核物理學的開端。」

  「此後，居里夫婦還有我，以及其他物理學家們，對放射性展開了深入的研究。」

  「然而，這些研究都沒有深入到原子核的領域。」

  「直到布魯斯教授發現原子核，提出行星模型，核物理學才進入全新的階段。」

  「接下來就是質子的發現，質子-中子模型的提出。」

  「直到核聚變概念的提出，我們第一次認識到，原子核之間的相互作用。」

  「從此以後，利用射線轟擊原子核，將成為研究核反應的主要手段。」

  「而核反應也會成為未來原子核研究的主流。」

  「布魯斯教授的這篇論文，從某種程度上來說，讓核物理學邁入了新時代！」

  轟！

  所有人皆是滿臉震撼！

  對於盧瑟福這樣的物理大佬而言，他看待核聚變概念的角度與其他人有很大不同。

  他不會像化學家那樣，考慮去合成什麼新的元素。

  因為那對於物理學而言，沒什麼意義。

  難道造出的新元素，就不符合量子論的規律了嗎？

  只不過是在元素周期表中添加一員而已。

  同樣，他也不會像天文學家那樣，驚嘆於人造太陽的恐怖天威。

  因為這與其說是物理問題，倒不如說是工程問題。

  人類無論如何，也不可能造出和天上的那輪太陽，一模一樣的天體。

  而且恆星能源、結構及演化，說到底，都是在物理學這個大框架內。

  這些和原子學一樣，都只是一個特定的研究方向。

  但是，這些不代表核聚變對於物理學就不重要了。

  相反，它非常重要，至關重要。

  因為它讓物理學家們認識到，質子和中子，遠不是兩個獨立的微觀粒子可以解釋的。

  在核聚變的論文中，質子和中子被融合在一起的過程是什麼樣的。

  它們之間的相互作用是什麼樣的？

  這些才是物理學家最關注的內容。

  也是最本質的問題。

  恆星核聚變和人造元素的基礎，都是原子核模型。

  盧瑟福猜的不錯，核聚變已經涉及到原子核中的力了。

  那就是強力和弱力。

  其中核聚變和強力相關，而核裂變則和強力弱力都相關。

  而這些內容，很快將在第三屆布魯斯會議上，再次震撼物理學界！

  查德威克聽完盧瑟福的總結，內心熱血沸騰。

  「布魯斯教授足以稱得上是核物理之父了！」

  （還有更新耶）