第417章 原子学巨大突破！原子核可再分！质子面世！物理学界轰动！
20世纪前期三十多年，物理学最重要的理论就是相对论和量子力学。
这两种理论都有各自的物质和存在基础。
相对论适用于宇宙时空和宏观天体的研究。
而量子力学则是描述微观粒子运动规律的，其根基就是原子结构的研究。
理论和实践的关系，在两大理论上得到了很好的体现。
在李奇维前世，天文学和微观粒子学都有各自的终极问题。
天文学：宇宙的起源是什么？
微观粒子学：宇宙中存在的几十种基本粒子，它们之间的关系是什么？能否统一？
这两个终极问题，一直困扰着无数物理学家。
前人挖的坑，只能后人来填了。
而现在，1919年，原子学即将开始挖坑了。
剑桥大学，卡文迪许实验室。
卢瑟福在担任实验室主任后，默默向李奇维偷师了很多教学方面的经验。
大组会就是其中一项。
每月选取其中一天作为大组会，整个实验室所有人都要参加。
然后按照固定的顺序，各研究生轮流上台报告自己的研究成果，台下其他人可以随意提问。
有时候，各导师和研究员也要上台分享。
通过这种方式，一方面让学生查漏补缺，看清自己研究的问题。
另外一方面，还能给学生制造一点心理压力。
当着那么多同门和导师的面，要是自己的研究是鬼混的，做的和翔一样，那简直无地自容。
这种模式对于天才毫无影响，但是却能有效提高普通学生的自制力。
所以卢瑟福试用一段时间后，就立刻采用了。
然而制度实施后，所有人心中只有一个想法：
“布鲁斯教授也太狠了。”
“他到底是怎么想出这种招数的？”
“以前的卢瑟福教授是多么和蔼可亲，现在怎么变得如此陌生。”
卢瑟福听闻后，说道：“再苦一苦学生，骂名我来担。”
不过，今天的大组会却有点不同。
往常愁眉苦脸的学生们，此刻满面红光，仿佛遇到什么极为开心的事情。
卢瑟福站在前方，意气风发，好像年轻了几十岁。
“之前你们应该得到通知了。”
“今天，就不需要你们分享自己的研究成果了。”
台下一阵哇哦的声音。
不过，卢瑟福紧接着说道：
“而是让查德威克代替我，和大家分享我对于原子核的研究进展。”
哗！
众人立刻从喜悦转为震惊！
难道是导师的实验取得突破了吗？
“卢瑟福教授是原子结构领域的大佬。”
“他的实验能力更是冠绝物理学界，这可是布鲁斯教授亲口说的。”
“竟然费了如此多的时间，才终于有了进展。”
“今天的分享一定非同小可。”
台下所有学生们在交头接耳，显得极为兴奋。
卢瑟福和汤姆逊一样，都是那种如沐春风型的导师。
他们对于学生，从来都是鼓励多于批评。
而且不管多忙，一定会抽出时间，指导学生的学业。
所以，实验室的所有人都对他非常尊重和敬爱。
众人虽然对大组会哭天抢地，但是大家都明白那是一件好事。
普通学生连见到卢瑟福的资格都没有。
而他们却每月都能得到大佬的亲自指点和评价，简直羡煞旁人。
福勒和布莱克特相视一眼，都从对方眼中看到了震惊。
二人知道，查德威克是卢瑟福教授目前最重要的助手。
对方不仅聪明绝顶，而且忠心耿耿，一直跟在教授身边，立下了汗马功劳。
所以，需要他出手的成果，一定是震撼级别的。
很快，在众人的期待中，查德威克走上前方。
他脸上的肌肉因为激动而颤抖，不自觉地咽了咽口水。
实在是今天他要分享的成果，绝对是爆炸级别的。
在得到卢瑟福的肯定眼神后，查德威克开口了：
“1902年，布鲁斯教授提出了原子结构的行星模型。”
“在这个模型中，原子由位于中央的原子核，和核外自由运动的电子组成。”
“当时的布鲁斯教授对于电子如何绕核运动，给出了错误的论证。”
“直到他的博士生玻尔教授，提出了量子化轨道模型。”
“这才解决了原子核和电子的相互运动关系。”
“但是布鲁斯教授对某个问题一直耿耿于怀，他经常与卢瑟福教授讨论。”
“那就是我们对于原子核一无所知。”
“从质量上看，原子核比电子大了成百上千倍。”
“同为微观粒子，为什么质量会有这么大的差距呢？”
“布鲁斯教授提出了一个大胆假设：他认为原子核有可能是可以再分的。”
“即原子核还有更精细的组成结构。”
“但是众所周知，布鲁斯教授的实验能力和他的理论能力相比，简直是一个天上一个地下。”
台下众人哈哈大笑，就连卢瑟福也忍不住会心一笑。
这是物理学界唯一能拿捏布鲁斯教授的点了。
“所以布鲁斯教授希望，我们的卢瑟福教授能够解决这个问题。”
“这就是卢瑟福教授最重要的研究课题。”
“但是这其中的难度非常大。”
“连研究原子都已经是非常艰难的事情，更不用说比原子更小的原子核了。”
“而且原子核和电子不同，它存在于原子的中央，位置是固定的，不会像电子那样到处移动，很难观测。”
“我没成为教授的学生之前，他就在研究了。”
“而现在，经过了教授十几年的不懈努力，实验终于有了巨大的突破。”
“原子核的秘密被教授发现了！”
查德威克的话非常有感染力，下面的学生们一个个呼吸急促，跟着激动起来。
同时，这也体现了他深厚的学识，对于物理发展史信手拈来。
三言两语，就把来龙去脉给说清楚了。
怪不得能得到卢瑟福教授的青睐，委以重任。
这时，查德威克打开了投影，上面清楚地显示着实验方案。
“大家请看，具体的实验过程如下：”
“方法是用α粒子（氦原子核）轰击氮原子核。”
“实验装置如图所示。”
“容器中有放射性物质，它可以放射出α粒子作为轰击源。”
“射出的α粒子，会直接轰击在铝箔上。”
“把容器抽成真空，然后调整铝箔的厚度，就能使得α粒子正好被铝箔吸收而不透过。”
“接着，在铝箔的后面放上一个荧光屏。”
“微观粒子打在荧光屏上，通过显微镜观察，就能看到明显的闪光。”
“此时，由于α粒子全部被铝箔吸收，所以荧光屏上看不到闪光。”
“这时，通过阀门向容器中充入氮气。”
“接下来就是见证奇迹的时刻！”
“竟然在荧光屏上出现了闪光。”
“把氮气换成氧气或者二氧化碳后，闪光又消失了。”
“这说明α粒子击中氮原子核后，产生了新的粒子，并且穿透了铝箔，所以才出现闪光。”
“因为α粒子本身是无法穿透铝箔的，所以只能是新粒子。”
“最后，我们把这种新产生的粒子引入电场和磁场。”
“根据粒子在电场和磁场中的偏转情况，就能计算出它的质量和电荷。”
哗！
台下众人听的如痴如醉。
“卢瑟福教授果然不愧是实验物理第一，这个实验设计的太巧妙了。”
“光听查德威克师兄的描述，我就已经能感受到有多么复杂了。”
“没有成百上千的实验，估计很难看到这种粒子。”
“卢瑟福教授的毅力真让人钦佩。”
福勒和布莱克特两眼放光。
此刻，他们真实地感受到了卢瑟福教授的实力。
这位物理学大佬虽然无比低调，但是强的可怕。
查德威克看着众人震惊的表情，心中非常感慨。
这个实验耗费了卢瑟福教授太多的心血。
如今终于到了收获的时节。
他提高声音，兴奋地说道：
“接下来，就由卢瑟福教授来宣布他的结果。”
哗！
房间内响起了热烈的掌声。
卢瑟福伸出手，轻轻一按，笑着说道：
“我让查德威克来讲解实验，就是想让你们学习一下他的思路。”
“做任何实验之前，都要提前在脑海中模拟整个过程。”
“你只有对自己要做的实验充分了解，才能事半功倍，游刃有余。”
众人喝了一碗鸡汤后，更兴奋了。
卢瑟福接着说道：
“我让查德威克对这种新粒子做了详细的测试。”
“它的质量是一个单位，同时带有一个单位的正电荷。”
“最终确定，它就是氢原子核。”
“我们知道，氢原子是元素周期表中的第一个元素。”
“它的结构是最简单的。”
“而现在，我们竟然能从氮原子核中，打出一个氢原子核。”
“这充分说明了氮原子核是可以再分的。”
“因此，我认为，氢原子核应该是一个基本粒子。”
“我把这个基本粒子命名为proton【质子】。”
“proton在希腊语中是第一的意思，这表示了氢原子核的特殊性。”
“而氮原子核就是由质子组成的。”
“这就是我的实验结果。”
轰！
当卢瑟福公布了他的实验结果后，房间内彻底沸腾了。
所有人都站了起来，不停地鼓掌。
众人被这个成果震惊了。
“哦，上帝啊，我没看错吧，教授竟然破解了原子核的秘密。”
“原子由原子核和电子组成，而原子核又是由质子组成。”
“这会给物理学界带来多么大的冲击啊。”
查德威克、福勒、布莱克特三人，此刻对于卢瑟福的崇拜达到了无以复加的程度。
如果说布鲁斯教授是当世理论第一，那么卢瑟福教授就是当世实验第一。
哪怕是之前的吴-康普顿效应，与这个实验相比，也是稍逊一筹。
三人已经忍不住想看到外界震惊的样子了。
此刻，查德威克心中的感悟最深。
他知道自己的导师，和布鲁斯教授是相爱相杀的关系。
但是由于布鲁斯教授过于逆天，导致卢瑟福教授的光芒被掩盖了。
据说当年布鲁斯教授的博士课题，其实就是导师留下的。
但是卢瑟福正忙于研究放射性，无暇分心研究原子结构。
于是就委托布鲁斯教授。
但是对方太逆天了，明明不擅长实验，还是发现了行星模型。
查德威克只能感慨：“大佬的短板，都是普通人一生无法企及的巅峰。”
最近这些年，导师几乎都没有发表过什么重磅性的论文。
因为他把绝大多数的时间，全都用来改进实验了。
“教授，您终于做到了！”
“物理学界将要传颂您的威名了！”
这时，好学的福勒忍不住问道：
“卢瑟福教授，这个实验实在太精彩了。”
“但是请原谅我的冒昧，我有一个问题。”
“为什么你会想到用氮气当轰击的对象？”
卢瑟福闻言，满意地看了看对方。
他很希望自己的学生，都能像福勒一样，敢于并且善于提出问题。
卢瑟福笑着说道：
“福勒，你应该是想问，这个实验时间不应该拖得这么长是吧？”
福勒害羞地挠了挠头。
“这个问题非常好！”
“你们只看到了我所展现出来的成果，却下意识忽略了背后的东西。”
“我在用氮气实验之前，其实试过了氢气等好几种气体。”
“这些实验当然都失败了！”
“所以没有人关注它们。”
“但是正因为它们的失败，才换来了氮气的成功。”
“实验物理的魅力就在于此，只要你不放弃，你永远不知道下一次实验是什么情况？”
“惊喜永远在下一次实验中。”
卢瑟福的谆谆教诲让众人备受鼓舞。
这种通过亲身经历的经验，对于学生们而言有充足的说服力。
今天的大组会，让卡文迪许实验室所有人，都沉浸在幸福的海洋中。
众人忽然发现了一个可怕的事实。
“怎么布鲁斯教授一来，物理学简直就和吃了兴奋剂一样。”
“突破性的成果又开始爆发式出现了。”
先是布鲁斯教授提出光的波粒二象性，紧接着就被证明。
现在，布鲁斯教授的至交好友，卢瑟福教授又发现了质子。
这是原子学的巨大突破！
物理学界轰动！
(本章完)