第662章 粒子物理萌芽！又要預言新粒子？諾

  第662章 粒子物理萌芽！又要預言新粒子？諾獎公布！PN結與二進位！

  隨著費米首次將中子用於轟擊實驗，實驗物理迎來一場史無前例的中子熱。

  凡是以前用α粒子轟擊的實驗，如今全都用中子再做一遍，說不定就有新發現。

  有人想製造比費米所用的更強中子源，比如伊蕾娜夫婦。

  還有人拿中子轟擊單個粒子，希望產生不一樣的效果。

  比如，查德威克就突發奇想，用中子轟擊質子會得到什麼結果。

  等等。

  總之，在實驗物理大佬們的天馬行空操作下，中子很快就被玩出花了。

  當然，中子轟擊學最正統的實驗，肯定還是以費米糰隊為主的人工放射性實驗。

  每過一個月左右，費米就會發表一篇新的論文。

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  這時，大家就會同時知道：

  「費米教授又換一個新元素轟擊了。」

  很快，實驗物理學界已經麻木了。

  比不了比不了。

  其實費米的速度相比真實歷史上還算慢的了。

  因為他現在需要解釋每個人工放射性的核反應機理，所以花費的時間更多。

  而且，經常有時候寫不出反應方程式。

  由此可見，核物理領域還有太多的秘密等待發掘。

  與此同時，理論物理領域同樣迎來一場革新。

  量子場論的思想開始滲入到各個方向。

  尤其是其與粒子學的發展更加緊密了。

  粒子是量子場論的核心元素，同時又是原子學的重要擴展。

  一時間，李奇維曾經提出的基本粒子物理開始誕生萌芽。

  頂尖的物理學家們，開始有意地注重對於粒子的認識。

  德國，漢堡大學。

  泡利最近的心情比較鬱悶。

  如今理論物理和實驗物理兩面開花。

  狄拉克和費米等人震撼出手，引領研究潮流，攪動著物理學界的風雲。

  而號稱上帝之鞭的泡利，卻沉寂很久了。

  雖然他最近也發表了不少論文，比如他提出了可以解釋反常塞曼效應中磁矩與角動量關係的朗德因子。

  這也算是量子力學的重要成果。

  但是遠遠比不上狄拉克費米等人的突破性發現。

  好像不相容原理就是他的巔峰了。

  這對於泡利來說，是不能接受的，他還那麼年輕，無法忍受自己一事無成。

  於是，他開始更加深入地研究原子核內的量子力學。

  如今布魯斯教授已經搭建好了量子場論的框架，剩下的就是向其中填充了。

  電磁相互作用和光子，已經被量子電動力學所終結。

  根據之前愛因斯坦的經驗，引力這玩意涉及到時空本質，很難和電磁力兼容。

  因此，泡利和不少人一樣，開始關注布魯斯教授所預言的強力和弱力。

  「如何用量子場論研究這兩個可能存在的基本力呢？」

  隨著原子核、中子研究的不斷突破，其實現在物理學界幾乎已經默認強力和弱力存在了。

  原因就是目前公認的兩大未解之謎。

  第一，質子和中子靠什麼力結合在一起？

  第二，中子為什麼會發生β衰變？過程是什麼樣的？

  很明顯，如果認為質子和中子的結合是一種新的力，那麼中子的衰變肯定就是另一種力在起作用。

  不然的話，前者的力為什麼沒有把中子和其放射出的電子束縛住呢？

  因此，強力和弱力肯定是存在的！

  只不過關於它們的性質，目前還是一無所知。

  泡利這些年在給本科學生上課的過程中，深入地梳理了原子核領域的內容。

  在紛繁複雜的各種線索中，他決定還是從一些小問題入手。

  比如，查德威克曾經在論文中提到的一個古怪的現象。

  「按照質子-中子模型，中子在發生β衰變時，會變成一個質子和一個電子。」

  「電子被發射出去後，就形成所謂的β射線。」

  「但是這個過程中，釋放的電子的能量是一個連續的能譜，有一個最大值和一個最小值。」

  這一點非常古怪！

  舉個例子。

  以氫3衰變成氦3為例。

  氫3又名「氚」，是氫元素的一種同位素，原子核中有一個質子，兩個中子。

  當氫3其中一個中子發生衰變時，原子核就變成了兩個質子，一個中子，並且還放出了一個電子。

  很明顯，這時候的原子核就是氦3，是氦元素的一種同位素。

  但根據量子力學，氫3和氦3的原子核的基態能量都是非常穩定的。

  所以，它們放出的電子的動能應該是固定的才對。

  根據實驗和計算，這個數值約為18KeV。

  這點應該很好理解。

  因為原子學中的各種現象都是分立的，比如氫元素的光譜等等。

  然而，現實結果卻是，放出的電子的動能並不是固定的18KeV，而是在0~18KeV這個區間內變動。

  而且絕大部分都落在2~5KeV內。

  這就讓人百思不得其解了。

  直到現在還是一個未解之謎。

  泡利最近一段時間都在思考這個問題。

  並且就在剛剛，他忽然有了重要的靈感。

  他發現，如果借鑑粒子物理學的思想，就很容易得出一個大膽的猜想：

  「一個中子在發生β衰變後，不僅生成一個質子和一個電子，還會生成一個新的粒子！」

  「正是這個新粒子帶走了丟失的能量，變成了粒子本身的動能！」

  如此一來，查德威克發現的問題就能完美解釋了。

  泡利頓時神色興奮，他覺得自己正在攻破一個了不得的發現！

  那很可能是一種新的粒子啊！

  絕對能夠震撼物理學界。

  並且，泡利還找到了一個小小的證據。

  那就是量子數守恆。

  中子的自旋量子數是±1/2，質子的自旋量子數是±1/2，電子的自旋量子數也是±1/2。

  如今越來越多的實驗表明，量子數應該是守恆的，就和能量守恆定律一般。

  雖然目前這個說法還沒有得到公認，但是很多量子力學大佬都相信這一點。

  泡利也不例外。

  如果自旋量子數是守恆的，那麼中子在變成其它粒子後，自旋應該還是±1/2才對。

  但是現在，質子加電子的自旋量子數只能是0或者1。

  因此，必然還存在一個自旋為±1/2的粒子。

  嘩！

  泡利的眼睛越來越明亮，他覺得自己的思路完全沒有問題。

  「不過，還需要從理論上深入研究一下。」

  向來嚴格謹慎的泡利，沒有被喜悅沖昏頭腦，他要等仔細打磨自己的理論。

  就在泡利憋著一股氣時。

  玻爾、海森堡、狄拉克、費米等人，都沒有閒著。

  大家都在默默發力，企圖在明年的第五屆布魯斯會議，震驚學界！

  1926年10月20日。

  一年一度的諾獎公布。

  今年的物理諾獎得主共有三人。

  分別是美國的康普頓、華夏的吳有訓、英國的威爾遜。

  其中康普頓和吳有訓的獲獎理由是：發現吳-康普頓效應，證明光的粒子性。

  威爾遜的獲獎理由是：發明雲室，通過水蒸氣的凝結來顯示帶電荷的粒子的軌跡的方法。

  這三人獲得諾獎，幾乎在所有人的意料之中，並沒有掀起太大的波瀾。

  威爾遜老淚縱橫，他終於做到了！

  吳有訓也成為華夏除了李奇維及其直接教導的弟子外，第一個獲得物理諾獎的華夏人。

  引起國內一片歡騰！

  婆羅洲，坤甸。

  城市東北部某處，有一個占地近萬畝的龐大建築群。

  這裡就是阿爾法實驗室。

  這座隱藏在城市東北角的實驗室，堪稱是當今世界最頂級的實驗室。

  旗下擁有各種各樣的專業機構，形成從理論研究-技術轉化-工程實現的完美閉環。

  一個又一個科學發明從這裡誕生，並反饋到工業界。

  每天都有很多企業帶著資金來到這裡，只為跟實驗室簽訂一些合作計劃。

  實驗室園區內，總高15層的阿爾法實驗室主大樓極具科幻感，遠遠超越了這個時代的審美。

  乃是李奇維花重金從歐洲請的建築大師傾力打造。

  每個來到這裡參觀的人，都忍不住發出感嘆：

  「這個地方連走廊都在搞創新！」

  「走幾步就暈頭轉向了。」

  創新就是阿爾法實驗室的生命意志。

  此刻，主大樓外，剛剛得知自己獲得物理諾獎的吳有訓，滿面笑容，意氣風發。

  實驗室眾人還沒來得及給他慶祝，因為布魯斯教授馬上就要來了。

  吳有訓帶著幾位高層，準備迎接。

  副總裁戴維森一口流利的漢語說道：

  「吳博士，我看布魯斯教授就是專門來向你祝賀的。」

  戴維森在實驗室準備搬遷時，毅然決定跟著一起來到婆羅洲發展。

  吳有訓當然不會虧待他，直接任命他為阿爾法實驗室的副總裁。

  對方憑藉發現電子波動性的成果，足以服眾，勝任這個位置。

  吳有訓心情極好，開起了玩笑。

  「嗨，我這點成就，還配不上教授親自過來。」

  眾人皆是配合笑著。

  這時，吳有訓又對旁邊一個人說道：

  「肖克利組長，你要做好準備。」

  「你負責的電晶體研發工作，肯定是教授這次參觀的重點。」

  「他老人家已經誇下海口，電晶體必然會改變世界！」

  「我們必須實現這個目標！」

  肖克利是來自美國的物理學家，他是受到戴維森的邀請，來到婆羅洲工作。

  對於這些前期願意來的人，李奇維和吳有訓從不吝嗇，讓對方負責前沿的項目。

  因此，肖克利非常珍惜這個機會。

  他的研究小組裡有巴丁、布拉頓等人。

  幾人在物理學界雖然毫無名氣，但是擁有紮實的半導體電子知識基礎。

  而最近很火的半導體領域，就是在量子力學基礎上發展而出的一種固體物理學。

  屬於物理學中非常細的一個分支。

  因此，最頂級的那些物理大佬們一般不會研究。

  但不代表就不重要了。

  肖克利今年30出頭，一副標準的科研工作者打扮，他說道：

  「請放心，吳總裁，我的研究小組非常有信心。」

  吳有訓笑著點點頭。

  就在眾人聊天時，李奇維一行人終於抵達。

  吳有訓連忙上前，欣喜地說道：

  「院長，您來了。」

  這一聲院長，估計也只有他們兩人能理解其中的含義。

  李奇維拍了拍他的肩膀，笑道：

  「有訓，我是專程來恭喜你的。」

  「你這個諾獎可是來之不易！」

  「有你這個諾獎大佬在，實驗室的未來我是不擔心了。」

  眾人皆是會心一笑。

  接著，吳有訓開始向李奇維介紹來迎接的主要人員。

  「這位就是負責電晶體項目的肖克利組長。」

  李奇維看向對方，嘴裡說道：「不錯，不錯。」

  後者非常激動。

  寒暄完畢後，吳有訓帶著李奇維開始參觀實驗室的幾個重點項目。

  他知道院長此行前來，除了恭喜自己，肯定也要看看實驗室的情況。

  因為這裡關乎著公司和集團的利益，更是以後婆羅洲龐大計劃的資金引擎。

  眾人首先參觀的是電晶體項目。

  在肖克利介紹完後，李奇維忽然提到：

  「可不可以用PN結的形式，來製造更好的電晶體呢？」

  嘩！

  肖克利等人頓時一驚。

  P型半導體和N型半導體是固體物理學領域剛出不久的概念，沒想到布魯斯教授竟然知道。

  他連忙表示，馬上進行嘗試。

  李奇維笑著點點頭。

  接下來，他又陸續參觀了雷射器、太陽能電池等重點項目。

  最後，他還聽了吳有訓主講的關於「電子計算機可能性」的報告。

  其中，吳有訓重點闡述了目前計算機研發的難點：

  「缺少一套簡潔而高效的編碼規則。」

  對此，李奇維建議道：

  「能不能考慮使用二進位的方法？」

  嘩！

  眾人皆是一驚！

  目前所有關於計算機的研究，幾乎用的都是十進位，這也是人類最熟悉的進位。

  布魯斯教授竟然想用二進位？

  李奇維笑道：

  「不用驚訝。」

  「早在17世紀，萊布尼茲就發明了二進位計數法，用0和1表示所有數字。」

  「不管是電子管還是電晶體，它們的主要功能其實就是【開】和【關】。」

  「這不正好對應0和1嗎？」

  嘩！

  吳有訓茅塞頓開。

  這說不定真是一個好辦法。

  李奇維結束了阿爾法實驗室的參觀後，當天便返回了古晉。

  對他而言，不管是計算機還是電晶體，都屬於技術的範疇。

  他只要簡單粗暴地給出提示即可。

  聰明的工程師們總能想到各種辦法來實現。

  （還有更新耶）