走近王淦昌丨王淦昌《无尽的追问》第6节：擦肩而过的一项重大发现
来源： 发布时间：2022-06-22 13:57:20 浏览次数： 次 【字体：小 大】
我在柏林大学读研究生的时候，每周有一次物理讨论会，主讲的人都是德国一些著名的物理学家或刚毕业的博士生。每次讨论会我都去参加。通过这些讨论会，可以了解到物理学前沿的动态和一些最新发现，也可以学到一些新思想、新方法。有两次讨论会是由科斯特斯主讲，他也是迈特纳老师的学生，可以说是我的师兄了。他介绍了德国物理学家博特和他的学生贝克在1930年做的一个实验。博特和贝克用α粒子轰击铍的原子核，结果产生穿透力很强的射线。他们把它解释为 γ射线。我想:这么强的穿透力，需要很高的能量，γ射线不可能有那么高的能量。有了这个想法，我就去找我的导师迈特纳，建议用云雾室来研究博特所说的穿透力很强的射线。我一连提出了两次，迈特纳都没有同意我的请求，只好作罢。1931年，约里奥·居里夫妇也来研究这个穿透力强的射线。但是他们并不是重复博特的实验，而是设计了一个电离室。电离室顶上有薄窗，上面可以放各种材料板，用来进行射线的吸收。通过实验，他们证实了射线的穿透力很强，并且推算出了射线的能量，此外，他们还意外地发现了从石蜡中打出的质子。根据实验可以推断，博特他们所说的γ射线，实际上是一种和质子一样重的电中性的粒子。但是，约里奥·居里夫妇也认为是一种γ射线，并且在1932年1月18日发表了简短的报告。在英国剑桥卡文迪许实验室的查德威克得到消息，抓住机会，立即用高压电离室、计数器和云雾室三种探测器，也做了这个实验，并且证明了这种穿透力很强的射线，是一种和质子一样重的电中性的粒子流，这种粒子就是中子。1932年2月17日，查德威克把论文送给《自然》杂志发表。1932年2月22日约里奥·居里夫妇公布他们用云雾室又一次进行这项实验的结果，成为查德威克的实验的一个证明。查德威克因此获得1935年的诺贝尔物理学奖。许多人为约里奥·居里夫妇惋惜，事实上他们已经发现了中子，但是却没有意识到，终于使一项重大的发现从他们的鼻子底下溜掉了。钱三强先生在巴黎学习和工作的时候，约里奥曾经跟他说起过这件事，约里奥说:“真笨死了，所有的证 据都已经摆在那里了，我们怎么会想不到这一点呢?’我的导师迈特纳在中子发现以后对我说:“这是运气问题。”看来她也有点后悔，后悔当时没有同意我用云雾室做这项实验。她这样说，也是事后的一种自我安慰。人家已经做出来了，又能怎么样呢?如果迈特纳老师当时考虑我的建议，支持我用云雾室做这个实验，凭她丰富的实验经验在她的指导下进行实验，也有可能首先发现中子。当然，这是后来的分析，当时对这件事我也没有太多的想法。那时候我还年轻，又是刚到一个陌生的国家，认为自己的主要任务是学习，既然导师不同意，也就没有坚持。但是心里总觉得是一个遗憾，自己没有尽全力去说服导师，以求得她的支持，创造实验条件，这是终生难忘的教训。后来有人为我惋惜，我也就半开玩笑地说:“如果我当时做出来了，王淦昌就不是今天的王淦昌了。”中子的发现为什么这么重要呢?大家都看到过这样的原子图案:中间是原子核，周围是绕着核旋转的电子。可是，差不多直到1900年，人们普遍认为原子是个坚硬的实心球，是不可以分割的。1897年英国物理学家汤姆逊发现电子;1911年新西兰的物理学家卢瑟福根据粒子的散射实验，发现原子中间有个很小很小的原子核，因而他提出了新的原子结构，即原子中心有一个很小的核，这个核带正电，并且拥有原子绝大部分质量，带负电的电子围绕原子核转动，这些电子很轻，电子的电量和原子核的电量相等，所以整个原子是电中性的。后来，他又从原子核里打出了质子。汤姆逊、卢瑟福的发现，说明了原子是可分的。原子可以分为原子核和电子，为人类探索原子内部的秘密打开了大门。而中子的发现，进一步说明了原子核是可分的，原子核是由质子和中子组成的。中子的发现，不仅在理论研究上有重大意义，在实验中，中子还是最好的炮弹，它会引起原子核的裂变，实现链式反应。原子反应堆的运转、核武器的爆炸、原子能发电都要靠中子，中子为人类进入原子能时代打开了大门。节选自王淦昌著作《无尽的追问》
来源：两弹城微信公众号
终审：徐与非
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