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第642章 低调的普朗克高徒!全新射线!铍射线!核物理时代的新王!

德国柏林,帝国物理技术研究所。?鑫_顽~夲-榊?颤¨ ^更¨辛?嶵.全^

这所于1887年成立的国立科研机构,与当时德国的电工设备和机械制造业的快速发展密切相关。

研究所旨在通过精密测量技术提升工业产品质量,并以推动标准化计量技术为核心使命。

经过30多年的发展,帝国物理技术研究所为德国的工业化进程提供了坚强的技术保障。

它的研究范围也不再只是局限在工程技术领域,而是朝基础科学、跨学科等领域探索和发展。

比如放射学领域家喻户晓的测量仪器:盖革计数器,就是在这里被发明的。

它的发明者盖革就在研究所里工作。

他还有一个好友,名为博特,是大名鼎鼎的普朗克教授的高徒。

博特早期的经历也堪称坎坷。

他刚刚获得博士学位,就遇到了世界大战。

结果被俄国俘虏,囚禁在荒无人烟的西伯利亚。

在那里,他没有放弃,每天依然坚持学习数学和俄语。

1920年回国后,他就被安排在了帝国物理技术研究所工作。

不过自那以后,他变得性格内敛,行为低调,很少在物理学界主动露面。

可能这就是他后来不愿意为帮助德国研发核武器而道歉的原因。

但这不影响他在物理学领域的丰厚成果。

在研究所期间,博特和盖革合作,在盖革计数器的基础上,提出了“符合方法”理论。

凭借该理论,他发明了一种可以精确测定粒子角动量的设备。

这也是他后来获得物理诺奖最重要的基础。

此外,博特还研究过宇宙射线,他的实验数据显示宇宙射线并不全是光子,而是包含高能粒子。

这为宇宙射线大辩论提供了有力的证明。

他还创造性地在云室中充满氢气,从而能观察到X射线和电子的反冲轨迹,证明了光的粒子性。

真实历史上,这个结果甚至比康普顿发现康普顿散射还要早几个月。

由此可以看出,博特的实验能力绝对也是最顶尖的那一批,只不过他本人名声不显罢了。

近期,博特对最近大火的核物理产生了兴趣。

他觉得仅仅通过最简单的轰击行为,就能发现那么多不可思议的现象,这简直太神奇了。

为此,他还特意招收了一个学生兼助手,贝克尔。

毕竟轰击实验是出了名的费时费力,仅靠他自己一个人去尝试,估计得累死。

这一天,博特正带着贝克尔实验。

他准备仿照伊蕾娜的实验,看看能不能发现新元素的人工放射性。.求~书·帮? \更·芯?嶵¨全\

所以,他用的也是α射线,只不过轰击靶材改成了其它元素。

就在二人组装和摆放实验仪器时,贝克尔提出了一个问题:

“博特老师,为什么同样是用α射线做轰击实验,会出现各种不同的结果呢?”

“比如卢瑟福教授用α射线轰击氮原子核,发现了质子。”

“伊蕾娜博士用α射线轰击铝箔发现了人工放射性。”

“还有人用α射线轰击其它元素,却什么现象也没出现。”

“这是什么原因呢?”

博特欣慰地看着贝克尔,这个年轻人的求知欲很旺盛,有打破砂锅问到底的决心。

不过,这个问题,他自己也搞不清楚。

“有不少人说,因为伊蕾娜和卢瑟福用的α射线源不一样。”

“但我认为这可能只是其中一个因素。”

“如果想从更本质上去解释,只有彻底搞清楚原子的内部结构才行。”

“轰击实验的本质,其实就是物质与物质,电磁波与物质的相互作用。”

“目前而言,只有很多分散的理论能够解释单个现象。”

“还没有哪个理论能够统一解释所有的轰击现象。”

贝克尔喃喃道:

“真的有那种理论吗?”

博特说道:

“我听说布鲁斯教授最近也在关注核物理领域,他应该是最有希望的人了。”

贝克尔露出羡慕的表情。

可惜布鲁斯教授已经返回了亚洲,想听对方的演讲也不可能了。

“还是老老实实做实验吧。”

很快,二人准备完毕。

今天的实验是用α射线轰击第四号元素【铍】。

铍元素是比氮元素还轻的元素,其原子核也更小,所以有极大可能会被轰击出质子。

至于放射性,那就不确定了。

目前还没有证据表明人工放射性和原子序数有关系。

实验开始!

啪!

在通电的一瞬间,α射线和铍元素撞击后,立刻产生了一种新的射线。

贝尔克大喜:

“哇,真的有人工放射性!”

“最近很多人重复伊蕾娜的实验,都不尽人意,没想到我们一次就成功了。”

“博特老师,你太厉害了!”

听到学生的崇拜,博特心中虽然开心,脸上却淡定地说道:

“别急,还不一定是放射性呢。”

“关闭轰击源,看看放射性是不是继续存在。”

啪!

贝克尔照做,用罩子盖住α射线源。-q+s\b!r,e¢a¨d,.¢c/o+m·

不好的事情发生了!

在贝尔克惊讶的震惊下,射线竟然消失了!

这说明刚刚产生的射线并不是真正的放射线。

否则即便关闭了α射线源,铍元素依然会产生人工放射性。

贝克尔惊呼:

“怎么会这样?”

“难道实验失败了?”

博特就淡定很多,今年34岁的他,也算见过了大风大浪。

“再重复一次试试。”

贝克尔这时又打开射线源,发现α射线轰击铍元素后,又产生刚刚的射线。

但是只要关闭射线源,这种新射线就立刻消失。

面对这种现象,博特分析道:

“这应该不是人工放射性。”

“人工放射性是元素的自发性质,只要启动后,哪怕没有持续的粒子轰击,也能自发产生射线。”

“我认为我们可能和卢瑟福教授一样,轰击出了质子。”

贝克尔忍不住点点头。

这个可能性很高。

要想验证也很简单,只要把这种新射线引入磁场中观察偏转即可。

说干就干。

二人同时行动,很快就添加好磁场。

然而,诡异的事情再次发生。

这种新射线竟然没有发生偏转!

说明它没有带电,肯定不是质子!

他们竟然发现了一种全新的射线。

一时间,贝克尔从原来的失落变得惊喜万分。

因为这绝对是了不起的发现。

“这可能是一种新射线。”

博特依然很淡定。

他本来就是抱着试一试的态度研究核物理,期望并不高。

有成果最好,没成果也无所谓。

而且就算是发现一种新的射线,对他而言,吸引力也没有那么大。

现在已经不是30年前了。

各种射线在物理学家眼中已经褪去了神秘感,不再是诡秘之物。

就算是一种新的射线,其本质也不外乎是一种特定波长的电磁波、或者是不同粒子的新组合而已。

这在放射学中很常见。

比如有些轰击行为能同时放射出电磁波和物质流,看起来就像一种全新的射线。

看着贝克尔兴奋的表情,博特解释道:

“再检验一下的它的穿透性如何。”

在放射学中,穿透性是检验射线种类和性质的常用手段。

甚至在卢瑟福编写的放射学手册里,已经有了标准的方法。

对比的基准就是α射线、β射线、γ射线。

α射线的穿透能力最弱,甚至一张纸就可以挡住它。

这也是为何用其做轰击实验时,经常把靶材做成非常薄的“箔”状,为的就是能使射线穿透。

只要稍微增加“箔”的厚度,就能挡住α射线。

β射线的穿透能力更强,不仅能轻易穿透纸张,甚至还能穿透薄一点的金属板。

只有增加金属板的厚度才能挡住β射线。

γ射线的穿透能力最强,能直接穿透较厚的金属板。

必须使用极厚的混凝土或者铅板才能完全挡住。

也许有人好奇:世界上穿透力最强的射线是什么?

答案就是:高能中微子流。

根据计算,一块厚度大约80光年的铅块,才只能抵挡住一半的中微子通过。

如此匪夷所思的穿透性,可想而知。

人体每天都会被数以亿计的中微子穿过。

幸亏中微子几乎不发生电磁力和强相互作用,否则整个宇宙内不会存在任何生命。

此刻,当博特带着贝克尔测完这种新射线的穿透性后,他沉吟着说道:

“这个新射线比正常的γ射线穿透力还要强一点。”

“甚至可以穿透几厘米厚的铜板。”

“看来它不应该是粒子,而是一种更高能的电磁波。”

“我倾向于认为它是一种高能γ射线。”

贝克尔听完后,觉得老师的分析很有道理。

粒子不可能有那么强的穿透力,而且还不带电,也只能是电磁波了。

虽然不是人工放射性那种震惊学界的突破成功。

但也算不错了。

博特也没有继续深入研究的打算。

他毕竟不是专门研究原子物理的,所在的帝国物理技术研究所也没有卡文迪许、镭学研究所中那些先进的仪器。

因此,他只能做一些基础性的测量。

“贝克尔,你再重复几次实验,整理好结果后,以论文的形式发表。”

“这种新的γ射线是一种创新性的发现,应该能发表在较好的期刊上。”

“可以投个《自然》试试。”

贝克尔很激动。

虽然博特老师看不上这个成果,但是对他而言,绝对够了。

要是能在学生时代,就在《自然》上发表论文,哪怕是子刊,对自己以后的发展都有莫大的好处。

瞬间成为别人眼中的青年才俊。

最后,贝克尔问道:

“老师,要不给这种新射线取个名字吧,方便称呼。”

博特本来觉得完全没有必要。

这个发现放在现今的物理学界,好像还配不上专有的名字。

但是看见对方那期待的眼神,他还是罕见地笑着说道:

“就叫它铍射线吧。”

贝克尔满心欢喜。

接下来一段时间,他系统地重复了该实验,并且还多试验了另外几种元素。

但是只有铍元素能产生这种特殊的射线。

为了防止万一哪天被别人又发现,他连忙日夜加班写完了论文。

然后直接投稿到《自然》期刊。

而博特在做了好几次的轰击实验后,逐渐对这个方向失去了兴趣。

核物理好是好,但就是太依赖运气了,和智商几乎没有关系。

这让他觉得都不像科学了,完全就是瞎碰。

他还是享受那种需要逻辑和数学的科学探索过程。

于是很快,他又开始研究新的领域了,准备和盖革继续合作。

铍射线的事情也被他忘在脑后,完全交给了贝克尔处理。

1925年11月20日。

最新一期的《自然》期刊出炉。

封面文章是来自英国卡文迪许实验室的论文。

卢瑟福团队在伊蕾娜的基础上,成功又发现了第二种元素的人工放射性,轰动一时。

这有力地证明了人工放射性的存在,并为其他人提供了信心。

同时,这也体现出卡文迪许实验室强悍的实力。

大家都找不到,只有那里才能办到。

卢瑟福微微一笑:

“我这一轰,有20年的功力,你挡得住吗?”

很多人感慨:

“核物理的时代,恐怕要以卢瑟福教授为尊了。”

“布鲁斯教授在核物理实验领域还是弱了一筹。”

“真是可怕啊!卡文迪许双骄,一个统治了理论,另一个统治了实验。”

这一期的《自然》论文,众人毫无疑问都把重点聚焦在研究人工放射性上。

很少有人注意到,《放射学》子刊上发表了一篇来自德国物理技术研究所的论文。

研究人员通过轰击实验,发现了一种全新的γ射线,穿透力比正常的γ射线还要强。

虽然从创新角度看,这篇论文绝对配得上《自然》的名头。

但是和封面的人工放射性论文比起来,多少就显得无足轻重了。

即便有人注意到了,也认为这仅仅是一个平平无奇的成果。

现在的物理学日新月异,各分支领域每天都有无数的新发现。

只要达不到像人工核裂变、人工放射性那样破圈的程度,只会被该专业方向的人关注。

然而,后来令所有人震惊的是,那位至高存在竟然投下了目光。

(本章完)

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