第450章 核物理新时代！粒子加速器！

当化学家们看完核聚变的论文，高呼炼金术士复生，人造元素即将实现时。

甚至连“元素之主”的称呼都流传开了。

但是这些化学家们的内心是很苦涩的。

因为核聚变的核反应方程并不属于化学反应。

化学反应是指原子重新排列组合，形成新的物质的过程。

在这个过程中，元素的原子本身不会发生任何变化。

比如氢气和氧气反应，生成水。

水分子中的氢原子和氢气分子中的氢原子，是同一个氢原子，反应前后没有任何变化。

而氢核聚变成氦就不同了。

在这个过程中，氢原子就永远消失了，全部转变成了氦原子。

所以，这是一个物理核反应过程，不是化学反应。

这个时代，原子结构研究需要的仪器是最先进最顶级的。

而且还需要自制很多设备。

连大部分物理学家都搞不定核聚变所需的仪器设备。

就更不用提化学家了。

瓶瓶罐罐实验，怎么可能和核物理实验比难度。

如此一来，化学家们直接懵逼了。

点石成金的手段很好，可惜他们不会用啊。

所以，人造元素的工作，只能由物理学家们完成。

真实历史上，第一个人造元素【锝】，就是美国物理学家劳伦斯制造出来的。

然后，他就把这种新元素寄给了意大利的两位化学家鉴定。

“呐，刚造出来的。”

“你们去测测是不是43号元素。”

化学家在物理学家面前，就是这么卑微。

因为劳伦斯发明了一个核物理领域，牛逼哄哄的逆天仪器。

回旋加速器！

这个由他首先提出概念，并最先研造出来的仪器，最大的作用就是将粒子加速。

它能把微观粒子加速到接近光速！

根据质能方程，此时的粒子就具有巨大的能量，两个粒子碰撞后足以发生核聚变反应了。

因此，劳伦斯才能是世界上第一个制造出人工元素的。

他也因此获得了1939年的物理诺奖。

今年才19岁的劳伦斯，还只是美国南达科他大学的一名物理专业本科生。

若干年后，他将在美国加州大学伯克利分校遇到他最重要的校友，奥本海默。

现在的奥本海默只有16岁，还是一名小有天才的美国高中生。

这次李奇维美国之行，二人都没有机会来聆听演讲。

但不久的将来，他们就能见识到布鲁斯教授的绝世才情。

总之，化学家们对于核聚变那是又爱又恨。

爱的是，元素周期表将会迎来翻天覆地的变化。

恨的是，这些变化全是物理学家带来的。

于是，全球所有化学家同时羡慕道：

“物理学家真是自然科学的宠儿！”

英国，卡文迪许实验室。

物理学家中，对于核聚变论文，反应最强烈的人，无疑是卢瑟福了。

因为核聚变的论文，对于卡文迪许而言，实在太重要了。

此刻，他正在大组会上分享这篇震惊学界的论文。

房间内除了卢瑟福的学生和助手们，就连福勒和狄拉克也过来了。

福勒很快就要成为卢瑟福的女婿，自然经常往实验室跑。

而狄拉克则是主动请求来实验室。

虽然他现在正备战第二届物理奥赛，但闲暇时间也是有的。

有机会来到剑桥这所梦寐以求的大学，他无比珍惜这个机会。

更何况，卢瑟福乃是物理学界的超级大佬。

能够参加对方的组会，即便只是旁听，也足以获益匪浅了。

于是他就和福勒坐在一起，位于房间内的角落。

卢瑟福刚刚解读完论文的内容，忽然来了一句：

“哎，我突然觉得有点可惜。”

这让底下的学生们都面面相觑。

您老可惜什么啊？

卢瑟福笑着说道：

“核聚变这个概念，其实差点就被我首先提出来了。”

哗！

所有人皆是一惊！

他们没想到还有这样的事情。

难道卢瑟福教授也在研究核聚变？

看着众人吃惊的表情，卢瑟福继续说道：

“我在发现质子的实验中，其实已经出现核聚变的现象了。”

“N核首先跟α粒子结合，这个过程其实就是核聚变的过程。”

“只是可惜，我是个实验物理学家，关注的是实验本身的现象。”

“反倒疏于了对于其本质的思考。”

“而布鲁斯教授这样的理论物理学家，很喜欢且擅长从理论的高度思考问题。”

“这就是理论物理学家和实验物理学家的最大区别。”

“不过，我现在严重怀疑。”

“布鲁斯教授的核聚变概念，就是从我们卡文迪许偷师学去的。”

“所以接下来，我要经常组织你们，去参观量子研究所。”

“争取让布鲁斯教授返还一点利息。”

众人听后，全都跟着笑了。

恐怕只有卢瑟福教授，才有资格开这种玩笑。

他们没有怀疑卢瑟福教授的话，对方距离提出核聚变确实就差那临门一脚。

但是就是如此微小的差距，却需要灵光一现。

科学史上，这样的情况还真不少。

玩笑过后，卢瑟福接着问道：

“你们对于这篇论文有什么看法或者问题吗？”

“不要害怕，大胆提出来。”

“我们卡文迪许作为原子研究的权威，要永远走在最前面！”

这时，查德威克问道：

“教授，我有一个疑问。”

“既然之前您的实验中，N核已经和α粒子发生核聚变了。”

“这说明，核聚变并不一定需要极高的温度和压力。”

“放射性物质产生的射线，就足以轰击原子核，产生聚变了。”

“那布鲁斯教授提出的核聚变，为何需要这么严苛的条件呢？”

众人闻言，皆是一愣。

这个角度很是新奇，但却非常有意思。

“对啊，这岂不是说可以实现常温核聚变？”

“上帝啊！那也太不可思议了！”

卢瑟福闻言，赞许地看了看查德威克。

不过，众人的想法注定要落空了。

他解释道：

“这就是宏观和微观的区别了。”

“你们应该知道，一摩尔物质中，含有的基本单元数是×10个。”

“也就是说，一摩尔的氮气，虽然它的质量只有28g，体积大约在22L。”

“但是却包含了×10个氮气分子。”

“这是一个无法想象的天文数字。”

“这么多的氮气分子在一起，哪怕仅仅只是稍微加热一下。”

“可能就会有一两个分子，因为动能增加而发生碰撞，产生核聚变反应。”

“但是因为没有足够的温度和压力，这种反应只是偶然性的，无法持续进行。”

“且也无法让其余的分子跟着一起聚合。”

“甚至融合后的原子核，可能很快又重新分开了。”

“一两个分子级别的核聚变反应，没有任何意义。”

“就好像最近化学家们宣称的点石成金。”

“如果只是生成一个金原子，那又有什么意义呢？”

“宏观物质的核聚变，才是真正的核聚变。”

“更不用说恒星那么大质量的物体了。”

“如果想让核聚变一直进行，那就必然需要极高的温度和压力。”

卢瑟福的解释让众人恍然大悟。

怪不得布鲁斯教授首先把核聚变的概念用在恒星上。

原来还有这样一层考虑。

这时，卢瑟福接着说道：

“而且还有最重要的一点。”

“那就是我用射线轰击原子核的方式，是不可控的。”

“我们无法定量定准让某个原子核发生核聚变反应。”

“要想真正研究原子核的奥秘，一定是需要可控的核反应。”

“哪怕是仅仅控制一个原子核都行。”

“在这种情况下，就需要原子核具有非常高的能量，才能确保一定发生核反应。”

“而不是只能靠微小到可以忽略不计的概率，让原子核自发反应。”

“可惜，目前并没有这样的仪器或者技术。”

这时，角落里的狄拉克眉头微皱，然后又舒展开来。

他直接说道：

“教授，那为什么不发明一种可以加速微观粒子的仪器呢？”

“根据质能方程，只要粒子的速度足够大，那么它的质量也会变大。”

“当粒子速度接近光速时，如果这样的两个粒子发生碰撞，其动能转化成的能量，或许足以启动核聚变。”

哗！

众人齐刷刷往后看去。

大家都知道这个名叫狄拉克的年轻人。

据说是卢瑟福教授特意把对方带回剑桥，就是为了物理奥赛突击培训的。

今天一看，果然名不虚传！

这个想法非常巧妙！

卢瑟福听后，也是一愣。

很快，他的脸上就露出了笑容。

“狄拉克，你的提议非常好。”

“说明你非常具有物理直觉。”

“我相信，随着越来越多的人研究核聚变，一定会有人制造出这种仪器的。”

狄拉克的脸上无悲无喜。

他知道以卢瑟福教授的实力，说不定早都想到了，只不过没有说出来而已。

卢瑟福：没错，就是这样的！

毕竟这种加速粒子的方法，完全算不上什么创新。

给带电粒子加个电场，就能直接加速了，毫无难度。

重要的是，要如何加速到接近光速。

毕竟，低速状态下的粒子所具有的动能，完全够不上核聚变。

这是狄拉克刚刚在稿纸上计算出来的。

其实在20世纪20年代的中后期，随着核聚变的概念提出。

物理学家们就已经开始讨论加速带电粒子的原理了。

因为只有让粒子获得更高的能量，物理学家才能制造“可控”的核反应。

从而研究微观粒子的各种性质。

到了30年代早期，就有了静电、直线等类型的加速器概念和原型。

最后，回旋加速器横空出世，瞬间就成为了研究核物理的主要仪器。

接下来，众人又陆续讨论了核聚变的各种问题。

最后，卢瑟福兴奋地说道：

“1896年，贝克勒尔教授发现元素具有放射性，这可以算作是核物理学的开端。”

“此后，居里夫妇还有我，以及其他物理学家们，对放射性展开了深入的研究。”

“然而，这些研究都没有深入到原子核的领域。”

“直到布鲁斯教授发现原子核，提出行星模型，核物理学才进入全新的阶段。”

“接下来就是质子的发现，质子-中子模型的提出。”

“直到核聚变概念的提出，我们第一次认识到，原子核之间的相互作用。”

“从此以后，利用射线轰击原子核，将成为研究核反应的主要手段。”

“而核反应也会成为未来原子核研究的主流。”

“布鲁斯教授的这篇论文，从某种程度上来说，让核物理学迈入了新时代！”

轰！

所有人皆是满脸震撼！

对于卢瑟福这样的物理大佬而言，他看待核聚变概念的角度与其他人有很大不同。

他不会像化学家那样，考虑去合成什么新的元素。

因为那对于物理学而言，没什么意义。

难道造出的新元素，就不符合量子论的规律了吗？

只不过是在元素周期表中添加一员而已。

同样，他也不会像天文学家那样，惊叹于人造太阳的恐怖天威。

因为这与其说是物理问题，倒不如说是工程问题。

人类无论如何，也不可能造出和天上的那轮太阳，一模一样的天体。

而且恒星能源、结构及演化，说到底，都是在物理学这个大框架内。

这些和原子学一样，都只是一个特定的研究方向。

但是，这些不代表核聚变对于物理学就不重要了。

相反，它非常重要，至关重要。

因为它让物理学家们认识到，质子和中子，远不是两个独立的微观粒子可以解释的。

在核聚变的论文中，质子和中子被融合在一起的过程是什么样的。

它们之间的相互作用是什么样的？

这些才是物理学家最关注的内容。

也是最本质的问题。

恒星核聚变和人造元素的基础，都是原子核模型。

卢瑟福猜的不错，核聚变已经涉及到原子核中的力了。

那就是强力和弱力。

其中核聚变和强力相关，而核裂变则和强力弱力都相关。

而这些内容，很快将在第三届布鲁斯会议上，再次震撼物理学界！

查德威克听完卢瑟福的总结，内心热血沸腾。

“布鲁斯教授足以称得上是核物理之父了！”