第418章 玻尔再次质疑！质子的产生原理

1919年的9月和10月，物理学界发生了三件大事。

第一件事，当世物理第一的布鲁斯教授，参加国际天文学联合会的组建，并被选为首任主席。

他建议举办天文学领域的世纪大辩论：宇宙到底有多大。

消息一出，在科学界乃至整个社会，都引发了巨大的轰动。

天文学瞬间成了最炙手可热的学科，受到无数人的关注。

各国的天文台甚至都迎来不少的游客参观。

宇宙、星星，这些神秘而浩大的存在，对于普通人有莫名的吸引力。

但是学术界更关心的是，布鲁斯教授准备进入天文学界了。

爱丁顿在回到剑桥大学后，无意中透露了李奇维准备研究恒星的想法。

瞬间引发震动。

“哦，上帝啊，布鲁斯教授又是研究量子论，又是研究恒星，他哪有那么多时间？”

“以布鲁斯教授的绝世天资，哪怕闲暇时间研究天文，也比大部分天文学家更厉害。”

“也许未来哪一天，最微小的量子和最宏大的天体会被联系在一起。”

“还是布鲁斯教授看的远啊。”

第二件事，1919年10月15日，诺贝尔奖公布。

因为战争的原因，诺奖在过去五年内，受到了很大影响。

现在终于全面恢复，再次带给人们惊喜。

本次物理诺奖的得主是：格里高利、克里斯、于隐。

获奖理由是：表彰他们在电场作用下谱线分裂现象的研究。

也就是所谓的GKY效应。

这个效应和塞曼效应一起，催生出了玻尔-李模型的第三量子数。

所以获得诺奖实至名归。

忽然，人们发现了一个可怕的事实：

“布鲁斯教授的七个博士生，到现在已经有六个获得诺奖了。”

“至于剩下的玻尔，最为逆天，更是提前锁定了诺奖。”

“很快，布鲁斯教授的博士生将全部获得物理诺奖了。”

无数学生羡慕的疯狂了。

而且于隐更是在GKY效应的基础上，又发现了反常塞曼效应，名震物理学界。

这说明，诺奖远远不是这些天才们的极限，他们还能继续攀登物理的最高峰。

不过反常塞曼效应很难再获诺奖了。

对此，于隐表示很无所谓。

他甚至来电报，请求李奇维代替他领奖。

因为他不想仅仅为了拿奖牌，就花费两个月的时间在路上，这会非常耽误他的研究工作。

于隐的这番操作，属实把钱五师等人看傻了。

兄弟们吐槽道：

“于隐，你的装逼能力比你的科研能力强十倍。”

对此，李奇维哭笑不得。

他们四人中，于隐的性格是最孤僻的，对一切都没有什么太大的感觉。

这不是宠辱不惊，更像是单纯的不在乎。

于隐就想做好李奇维交代他的工作。

盘古计划暂时没有启动，他就默默等待。

不过，于隐的选择也不是先例。

1912年的物理诺奖得主达伦，他也没有去领奖，而是让弟弟代替。

而且真实历史上，还有人拒绝领奖呢。

于是，李奇维对前来量子研究所的格里高利说道：

“你就代于隐去领奖吧。”

格里高利倒是美滋滋的。

他这辈子都不敢想象，自己竟然能获得诺奖。

以前他当编辑的时候，看到别人能发表论文，就已经羡慕的不行了。

而现在，他却获得了多少篇论文都比不上的物理诺奖。

这一切荣誉，都是眼前这个男人赐予的。

“教授，我真心地感谢您！”

格里高利虽然比李奇维还要大一岁。

但是在导师面前，他从来都是以学生的身份自居，无比尊敬。

李奇维笑着说道：

“你现在也是学术界的大人物了。”

“不用如此拘谨。”

“我们既是师生关系，也是朋友关系。”

格里高利闻言，开心地笑了，心中很感动。

忽然，他想到了一件非常重要的事情。

同时它也是第三件大事。

“教授，马上就会有一篇重磅性的论文发表了。”

“相信您一定会感兴趣的。”

格里高利语气微微激动。

哪怕是面对自己的导师，布鲁斯教授，他依然遵守着自己的职业道德。

在卢瑟福的论文没有正式发表之前，是不能向任何人透露的。

不过，李奇维一眼就看穿了他的小心思，逗他道：

“我猜是卢瑟福教授的研究取得了重大突破吧。”

啊？

格里高利瞬间张大了嘴巴，震惊不已。

这......

“难道传闻是真的，布鲁斯教授真能看到未来？”

李奇维微微一笑。

“哪有什么未卜先知，只不过卢瑟福教授提前向我炫耀了而已。”

格里高利苦笑，有点心塞。

“我这个《自然》总编，在真正的大佬们面前，果然是消息滞后啊。”

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1919年10月20日。

《自然》封面发表了卢瑟福的论文。

论文一出，瞬间震惊了整个物理学界。

所有人都对结果感觉到不可思议。

原子核竟然真的是可以再分的。

“哦，上帝啊，原子的秘密到底还有多少？”

“一个小小的原子，竟然还能有这么多结构。”

“看来物理学前沿不止是只有相对论、量子论，还有原子学。”

“这么多方向，又会诞生多少像布鲁斯教授、卢瑟福教授这样的超级大佬。”

“现代物理学实在是太璀璨了。”

卢瑟福，这个被布鲁斯教授掩盖光芒的男人，终于再次震撼了所有人。

他用自己的成果向世人宣告，他这个放射性大佬，依然宝刀未老。

汤姆逊、李奇维等物理学大佬们，第一时间向卢瑟福发去了祝贺。

李奇维更是公开表示：

“卢瑟福的发现，是原子研究领域的伟大突破。”

“世界由原子组成，我们人类正在逐渐接触到世界的本源。”

这让所有物理学家们感到振奋。

他们真正慢慢靠近真理！

同时，大家也为卡文迪许实验室的成果感觉到惊颤。

1897年，汤姆逊发现了电子的存在。

从此，原子不可分的理念被打破。

紧接着，1902年，布鲁斯发现了原子核的存在，并提出行星模型。

进一步拓展了物理学家对于原子结构的认识。

而现在，卢瑟福又发现了原子核由质子组成。

如此层层递进，原子的秘密正一点点展现出来。

而这些成果，全都是在卡文迪许完成的。

那里，简直就是所有人心中原子学的圣地。

不过，和吴有训的实验一样，很快就有人对卢瑟福的实验提出了质疑。

质疑的人又是玻尔。

玻尔最近一直关注着和量子论有关的一切。

而原子结构更是量子论的根基所在，是理论的基础。

所以，原子结构领域的任何成果，玻尔都会去研究。

他期待着从实验中找到灵感，让量子论产生突破。

这一次，玻尔没有提出否定守恒定律，这种骇人听闻的观点。

他的质疑很有道理。

玻尔在文章中说道：

“卢瑟福教授虽然证明了α粒子撞击氮原子核后，能产生质子。”

“但是他对于质子的产生机理，并没有给出准确的说明。”

“质子的产生有两种情况。”

“一是α粒子直接从氮原子核中打出的，这也是卢瑟福教授在论文中偏向的观点。”

“但还有另外一种情况。”

“那就是α粒子撞击氮原子核后，两者先粘在了一起，形成了复合核。”

“然后这个复合核再发生了衰变，放出一个质子。”

“所以，我认为，需要继续通过实验证实，质子的产生原因到底是哪种情况。”

量子研究所。

当李奇维看到玻尔的问题后，不由得笑了笑。

他当然知道答案，是第二种。

其实卢瑟福的实验结果，如果用方程式表示，应该是这样：

N+α粒子=O+质子。

α粒子是氦原子核，由两个质子和两个中子组成。

N原子核中有7个质子。

当α粒子冲进N原子核后，形成的复合核的质子就变成了九个。

对应元素周期表中的第九号元素：氟。（元素周期表的顺序就是按照质子数排列的）

但是这种复核很不稳定，刚形成就会发生衰变，挤出去一个质子。

这时，复核的质子数就变成八个，对应第八号元素：氧。

此时形成的也就是氧原子核。

从卢瑟福发现质子的过程中可以看出，其实已经出现了核裂变的迹象。

如果有细心的人，深究这个问题，很容易提出核裂变的概念。

但是，这都是用后世的眼光看待问题。

当时的物理学家们，可不懂这些。

毕竟连中子都还没有被发现呢。

所谓的衰变也只是仿照当时的放射性，提出的概念解释。

物理学家们对于真正的机理其实是未知的。

但这并不妨碍解决这个问题。

因为，想要证明玻尔的疑问，并不需要搞清楚原子的所有结构。

真实历史上，这个实验是由英国物理学家布拉凯特完成的。

但现在，情况变了。

卡文迪许实验室。

当卢瑟福看到玻尔的问题后，立刻眉头微皱。

他不得不承认，玻尔的问题一针见血，而且直指本质。

这个问题必须要解决！

一旁的威尔逊静静思考了一会，脸上露出了笑容。

吴-康普顿效应的提出，让威尔逊最近意气风发。

连带着头脑都变灵光了。

“阿卢，我想到一个思路。”

“用我的云室就可以轻易解决这个问题。”

卢瑟福微微一笑，“哦？阿威，你仔细说说。”

威尔逊自信道：

“我们可以在充氮的云室中重新做这个实验。”

“如果质子的产生是第一种原因，那么在云室内应该能观察到四条径迹。”

“分别是：入射α粒子的径迹、碰撞后散射的α粒子的径迹、质子的径迹、抛出质子后核的反冲径迹。”

“但如果是第二种原因，那么云室内就只能观察到三种径迹。”

“分别是：入射α粒子的径迹、质子的径迹、抛出质子后核的反冲径迹。”

“第二种相比第一种，少了碰撞后散射的α粒子的径迹。”

“因为它们都已经融合在氮原子核中了。”

卢瑟福听完威尔逊的实验方案后，忍不住赞叹。

“妙啊！”

“阿威，你的云室实在太有用了。”

只要在云室中观察径迹的数量，就能搞清楚质子的产生原因。

这太符合物理学之美了。

威尔逊微微一笑，深藏功与名。

卢瑟福很激动，说干就干，但不是自己干。

“查德威克，你过来一下。”

“有个重要实验交给你。”

查德威克听完后，神色激动，兴冲冲地就赶去做实验了。

卢瑟福看着他的背影，感叹道：

“还是年轻好啊。”

“好骗。”

查德威克废寝忘食，拍了两万多张威尔逊云室照片，分析了四十多万条粒子的轨迹。

最终经过准确的分析，发现云室中只有三种粒子径迹。

结果明确了！

质子的产生就是玻尔说的第二种原因。

当卢瑟福把论文发表后，立刻又引起了轰动。

众人惊讶，卢瑟福果然不愧是实验大佬，这么快就设计并完成了实验。

很快，又有很多物理学家，利用同样的方法，使氟、钠、铝等原子核发生了类似的转变，并且都产生了质子。

各种原子核里都轰击出质子。

卢瑟福的实验结果再无任何质疑。

质子就是原子核的组成部分。

轰动物理学界的卢瑟福，第一时间，就带着查德威克等人，来到了量子研究所。

他要向自己的老友，布鲁斯教授，狠狠地炫耀一番。

“布鲁斯，马上就到新年了。”

“皇家学会在年前准备举办一场报告会。”

“你有没有收到邀请？”

“哎，汤姆逊教授非要我去分享一下质子的发现过程，我也不想去啊。”

李奇维看着卢瑟福臭屁的样子，佯怒道：

“怎么，我的波粒二象性比不上你的质子啊。”

“原子核可再分，还是我最先提出来的呢。”

“要不是我实验能力不行，哪里轮得上你小子。”

“你应该把质子命名为李子。”

“......”

旁边的查德威克等人看的目瞪口呆。

大佬们都这么幼稚的嘛......

嬉笑过后，李奇维眼眸深邃，喃喃道：

“既然质子已经发现，那么也该预言中子的存在了。”

物理学界即将再次震动！