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第477章 极度震撼!第四种力!质子和中子还有更细的结构!

作者:虚空圣堂 字数:5426 更新:2026-02-09 11:05:32

第三届布鲁斯会议,是老中青三代物理天才的激情碰撞。

  洛伦兹作为科学会议主持第一人,他很精准地把握住了会议精神的核心。

  那就是多让年轻人参与讨论。

  虽然他是物理学的大佬,但是他可不敢小看现在的年轻人。

  泡利、乌伦贝克、伊蕾娜

  这些人在未来,绝对会成为物理学的中流砥柱,乃至各自领域的权威。

  他忽然又看向了台上的李奇维,心中无比感叹。

  二十年前,这个男人可比在场的所有人更狂傲,更霸气。

  但是,江山代有才人出,各领风骚数百年。

  曾经睥睨天下、打破权威的布鲁斯教授,现在也要接受来自后辈的挑战了。

  这一刻,洛伦兹和众人一样,开始思考查德威克的问题。

  原子核的研究是当前原子学的最前沿领域。

  目前已知的事实是,原子核中存在质子。

  但是中子是否存在,依然是一个猜想。

  只不过李奇维的质子-中子模型可以很好解释各种现象。

  尤其是在解释元素周期表的排列规则时,更是大获成功。

  这也是很多大佬接受质子-中子模型的原因。

  因为它非常有用,能解决甚至预测现实的问题。

  在这个模型的基础上,李奇维率先考虑模型的稳定性问题。

  从而找到了强力的存在。

  可以说,整个研究的逻辑是非常完美的,环环相扣。

  这就使得强力的猜想非常容易被接受。

  因为它不是凭空产生的,而是自然而然推导出来的。

  但是现在,它却遇到了一个致命的逻辑问题。

  那就是无法解释β衰变。

  从β射线被发现以来,物理学家经过了长时间的研究,才最终确定了它的本质。

  那就是高速运动的电子流。

  卢瑟福虽然首次提出了“衰变”的概念,但是他无法给出衰变的机理。

  直到质子-中子模型出现,李奇维从理论上解释了衰变的过程。

  一个原子核中,质子和中子紧密结合在一起。

  因为未知的原因,其中的部分中子转变成了质子和电子。

  然后质子依然留在原子核内,电子却被发射出去了,形成电子流。

  这就是β衰变的本质。

  但是现在,有了强力的概念后,问题就来了。

  中子变成的质子,由于受到强力的作用,依然牢牢被束缚住。

  但是电子为什么就可以逃脱强力作用呢。

  以强力的强度,即便电子的质量很小,电子受到的束缚力也会非常大。

  它必然也会被固定在原子核内。

  这个逻辑没有任何问题。

  所以,要么是强力错了,要么就是存在另一种还未发现的机制。

  不管怎么说,查德威克算是出名了。

  他是为数不多的,能找到布鲁斯教授错误的人。

  汤姆逊看到此景,开心地对卢瑟福说道:

  “卡文迪许交给你是对的。”

  “你培养了很多优秀的学生啊。”

  面对老师的认可,卢瑟福心中如吃了蜜一般。

  他深受汤姆逊的恩惠,把所有心血都投入到了实验室的建设中。

  而今天,他终于看到了查德威克等人,能独当一面的希望。

  这个问题,卢瑟福自己也回答不出来。

  他在实验上是绝顶天才,但是涉及到理论分析,就有点抓瞎了。

  从质子-中子模型,到现在的强力作用,是一脉相承的。

  其中一个地方出错,代表整个理论体系都可能会出问题。

  所以,这个问题必须解决。

  “布鲁斯,你会怎么回答呢?”

  李奇维在众人的注视下,没有立刻回答,而是笑着说道:

  “泡利、伊蕾娜,你们两人都是量子研究所的。”

  “关于这个问题,我想先听听你们的答案。”

  “不要害怕错误,任何想法都可以说出来。”

  哗!

  二人皆是一脸懵逼。

  他们俩刚刚还唇枪舌剑,现在又要同仇敌忾了。

  变化来的太快,一时间没反应过来。

  玻尔轻轻一笑。

  “布鲁斯教授要给你们上强度了。”

  伊蕾娜虽然刚刚没想好怎么解释。

  但是现在她可不能退缩。

  这很明显是来自布鲁斯教授的考验。

  能在这么多大佬面前露脸,是无数人梦寐以求的机遇。

  于是,她逼迫自己深度思考。

  李奇维当然是故意的,他就是为了提高伊蕾娜的思考能力。

  真实历史上,伊蕾娜和约里奥夫妇,就是因为只会做实验,不善于思考,因此错过了好几个重磅性的发现。

  第一次,他们俩首次在用α射线轰击铍原子核时,产生了一种全新的射线。

  当时夫妻俩认为它可能是一种新的粒子,然后就没有后续了。

  查德威克无意中看到了这个实验,并且他重复了实验。

  由于他师从卢瑟福,对于原子核非常了解。

  他大胆猜测这种新的粒子,其实就是在理论上被预言的中子,并且发表了论文。

  于是乎,原子物理学中极为重要的成果,中子的发现,就被安在了查德威克的头上。

  查德威克因为发现中子获得1935年的物理诺奖。

  第二次,夫妻俩用α粒子轰击铝原子时,先是有一种放射性的磷原子生成。

  几分钟后,磷原子又发射出了正电子。

  但是他们俩没有把正电子当回事,直接关了机器去休息了。

  于是,安德森因为发现正电子获得1936年的物理诺奖。

  第三次,夫妻俩用中子轰击铀元素,得到了一种全新的放射性元素。

  但是他们错误地认为那是超铀元素,没有继续深入研究下去,与核裂变失之交臂。

  于是,哈恩因为发现铀的核裂变获得1944年的化学诺奖。

  可以看到,伊蕾娜夫妇简直倒霉到家了。

  若是他们没有错过这三次机会。

  夫妻俩很有可能成为历史上唯一的四诺奖得主。

  而且还都是自然科学类诺奖。

  简直是前无古人后无来者的壮举。

  哪怕是现在的李奇维也比不上。

  伊蕾娜夫妇对于实验结果的不敏感性,导致了他们的遗憾。

  至于他们获得诺奖的原因,则是因为发现了人工放射性元素。

  要不是因为这个现象实在太明显了,恐怕二人依然会错失这个成就。

  那真是想死的心都有了。

  后来有人戏称,居里家族肯定是祖上拯救过世界。

  所以上帝给他们家连续送了四次诺奖。

  可惜,只抓住了一次机会。

  此刻,伊蕾娜在李奇维的压力下,开始了蜕变。

  她尝试着回答道:

  “我认为中子在发生β衰变的那一刻,它会因为某种原因先脱离原子核一段距离。”

  “如此一来,强力对于这个中子就不起作用。”

  “等衰变完成后,质子重新返回原子核,而电子就发射出去。”

  哗!

  伊蕾娜的回答让所有人都震惊了。

  这个过程有点过于刻意了。

  就好像中子拥有思想一样。

  它怎么知道什么时候该脱离原子核呢?

  不少大佬们微微摇头,这个说法的可信度实在太低。

  果然,查德威克立刻问道:

  “伊蕾娜小姐,按照你的说法,中子在脱离原子核的那一刻是什么状态呢?”

  “如果它已经脱离了,就会和电子一样飞出来。”

  “如果它还没有脱离,那么也不可能发生衰变。”

  “难道说它正好处在既衰变又不衰变的界限吗?”

  “那到底是衰变还是不衰变呢?”

  查德威克反驳的角度非常刁钻。

  这下伊蕾娜是真没招了。

  她第一次在这种场合,能给出自己的见解,就已经非常难得了。

  李奇维慈爱地看着伊蕾娜,眼中全是鼓励和欣慰。

  显然,伊蕾娜的说法有待商榷。

  这时,泡利开口了。

  他的气势非常足,面对这么多大佬,依然牛逼哄哄的。

  “我认为这个问题,需要首先搞清楚β衰变的详细过程。”

  “虽然根据质子-中子模型,我们可以写出衰变的方程式。”

  “但是中子到底是怎么变成质子和电子呢?”

  “是像细胞分裂那样吗?”

  “还是说从一个大球上掉了一块,变成两部分。”

  “只有搞清楚了这个过程,才能研究强力是如何作用在β衰变上的。”

  泡利的回答倒是让不少人微微点头。

  现有的质子-中子模型,确实只能说明β衰变的结果,而不能描述过程。

  不过这仍然不能说服查德威克。

  他紧接着问道:

  “泡利博士,我认为你这个回答,和伊蕾娜小姐的回答本质上一样。”

  “不管β衰变的详细过程是怎么样的,它总归是处在强力的作用范围内。”

  “这不会因为中子分裂而变化。”

  “强力既然是像万有引力和库仑力这样的力,那么对于形状和状态就没有要求。”

  “就好比不管地球是液态还是固态,不管它是自转还是静止。”

  “它和太阳之间,始终存在着万有引力。”

  “哪怕现在地球分裂成两个小球,这两个小球也会满足万有引力定律。”

  查德威克今天简直好像爆种了一般。

  他的反驳有理有据,让人找不出毛病。

  强如泡利也微微皱眉。

  这些上一届的天骄们,果然个个都不是凡人。

  显然,他的回答和查德威克的反击,两人都非常有道理,相互说服不了对方。

  这一刻,众人才发现这个问题的棘手之处。

  简直快成了考验想象力的题目了。

  此刻,查德威克把目光投向了李奇维。

  他内心迫切地想知道,这位当世物理第一会给出什么样的答案。

  很快,所有人的目光再次返回到李奇维的身上。

  李奇维微微一笑,开口道:

  “强力的基础是质子-中子模型。”

  “所以,它是一种猜想之上的猜想。”

  “这也是为什么伊蕾娜和泡利都无法正确解释的原因。”

  “很抱歉,即便是我,也不敢肯定答案是什么。”

  “我只能给出自己的猜测。”

  哗!

  李奇维的回答非常出人意料。

  他竟然直接承认自己也不知道答案。

  不过众人并没有因此而贬低布鲁斯教授。

  开玩笑,他们现在讨论的可是当今物理学最前沿最前沿的方向。

  强力的概念在今天才刚刚被提出。

  要是布鲁斯教授立刻就能洞悉本质。

  那就不是人,而是神了。

  众人估计真得怀疑布鲁斯教授是外星人了。

  这一刻,所有人都在等待布鲁斯教授的猜测。

  说不定就是接下来的诺奖风向标呢。

  然而,李奇维的猜测,直接让众人骇然了。

  “我认为β衰变的作用机制是独立于强力的。”

  “换句话说,还存在第四种力在支配β衰变。”

  “所以,它才能摆脱第三种力的束缚。”

  “不过,这依然会存在一个问题。”

  “那就是如果第四种力的强度小于强力,那为什么电子还能跑出来呢。”

  “我认为,要想解释这个问题,可能需要搞清楚强力和第四种力的本质。”

  “我猜想,质子和中子,可能并不是基本粒子,它们是由更微小的粒子组成。”

  “就好像磁铁有磁性,是因为组成它的原子中电子自旋的存在。”

  “第三种力和第四种力,都是作用在这些更基本的粒子上。”

  “只要质子和中子的组成不同,那么它们的受力机制也会不同。”

  “如此一来,这两种力就能共存于原子核内,互不冲突,各司其职。”

  “这就是我的一点微不足道的想法。”

  轰!

  静!

  死一般的寂静!

  所有人都震惊的说不出话来,连眼睛都不动了。

  这实在太骇人听闻了。

  如果说伊蕾娜的答案是大胆的想法。

  那么此刻李奇维的回答就是脑洞突破天际了。

  这一刻,众人才深刻感受到,什么才叫真正的天马行空。

  和布鲁斯教授一比,他们就好像从2000多年前古希腊走出来的学者。

  完全不在一个维度!

  “我的上帝啊!这就是布鲁斯会议的含金量吗?”

  “我本以为第三种力的出现就足够震惊了。”

  “没想到布鲁斯教授竟然还预言了第四种力的存在。”

  “简直和天方夜谭一般!”

  “而且质子和中子还有更细的结构?”

  “老天爷啊,这是在套娃吗?”

  “这个回答明明非常离谱,我却忍不住去相信。”

  “这就是布鲁斯教授的实力吗?”

  此刻,全场震撼了!

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