第450章 核物理新时代!粒子加速器!“核物(2/2)
“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6.02x10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6.02x10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!”
(本章完)