第613章 为核物理做点小贡献!回旋加速器!
第613章 为核物理做点小贡献!回旋加速器!史上最强仪器!震撼登场!
卡文迪许实验室内。
众人随意而坐,等待演讲开始。
前排处,卢瑟福和他的几个得意学生助手坐在一起,包括查德威克、考克饶夫、布莱克特、卡皮查等人。
哈恩低调地坐在另一旁,聚精会神,甚至还拿出纸笔准备记录。
李奇维走到台上,看向众人,面带微笑,缓缓说道:
“今天我不详细讲理论细节方面的东西,我想谈谈我对核物理的方向理解。”
哗!
众人皆是兴奋。
方向理解好啊!
普通学者做研究最怕的就是方向错误,导致事半功倍,钻入牛角尖。
布鲁斯教授的理解绝对是科研道路上的指路明灯!
“核物理,顾名思义,就是专门研究原子核的物理学。”
“它作为一门新的物理分支,诞生时间并不长。”
“目前物理学界还没有对核物理进行严格的定义。”
“从研究内容看,我认为核物理的研究范围主要有三部分。”
“第一,研究原子核的结构和变化规律。”
“比如各种粒子轰击实验等,质子的发现,以及还未发现的中子等。”
“第二,研究放射线的产生、探测和分析。”
“比如目前已知的几种放射线:α射线、β射线、γ射线,还有其它各种未知射线。”
“因此,其实放射化学应该是属于核物理,而不是化学。”
“这也是为何你们的卢瑟福教授总说自己是物理学家的原因。”
众人会心一笑。
“第三,研究与核聚变、核裂变有关的核能、核技术等。”
“比如考克饶夫博士发明的粒子加速器,就属于核技术的一种。”
“而且我认为他的粒子加速器大有可为!”
“说不定他会成为第一个实现人工核裂变的物理学家。”
哗!
众人闻言皆是震撼!
很多人立刻看向考克饶夫,眼中流露出毫不掩饰的羡慕。
“有了布鲁斯教授的夸奖,考克饶夫稳了。”
“能被布鲁斯教授提名的人物,就从来没出现过庸才。”
卢瑟福的眼中也充满欣赏。
他知道考克饶夫最近正在试验各种元素,很是辛苦。
不过幸好实验室新来个叫沃尔顿的年轻人,和考克饶夫志趣相投,两人经常在一起做实验。
实验物理就这点不好,任何结果都需要一个一个去试才行,没有任何捷径可走。
目前的元素周期表中共有92个元素,得尝试到猴年马月。
而且一旦影响因素变多,每个元素的试验组数量就会到一个恐怖的程度。
因此,一个正确的方向,对于实验物理学家是何等重要。
比如,当中子被发现后,费米率先用中子代替传统的α射线做轰击实验,效果非常好。
为什么?
因为中子不带电,能更容易接触到原子核,发生相互作用。
于是,所有物理学家立刻抛弃射线,选择中子,大大加速了核物理的研究进程。
此刻,以李奇维的身份地位,他说极度看好粒子加速器的前景,考克饶夫怎能不激动。
先前各种失败对他造成的困惑和失落,顿时一扫而空。
“我一定能成功!”
实验物理学家确实比较苦逼。
也难怪以前卢瑟福看不起理论物理学家。
“老子每天废寝忘食、通宵达旦地做实验,才搞出一点点成果。”
“你丫坐在办公室,喝着咖啡,一个下午就想出一个新理论。”
“更难过的是,你的理论还比我的实验成果更重要。”
“不公平!太不公平了!”
人群之中,哈恩正在用笔记录。
他心中感慨,果然不愧是布鲁斯教授,短短几句话,就把核物理的主要框架确定了。
这也让哈恩对自己研究的内容有了清晰的定位。
这种看似没什么干货的概念,反而对他这种想突破的普通物理学家更有用。
这时,李奇维继续说道:
“根据以上对核物理的定义,目前它的发展又可以分为以下几个阶段。”
“首先是贝克勒尔和居里夫妇发现某些元素具有天然放射性。”
“这是人类第一次观察到核现象。”
“所以,它也被看作是核物理的开端。”
“在对天然放射性的研究中,物理学家一共取得了两个重大的突破。”
“一是对α、β、γ三种射线的研究并确定其本质。”
“二是对放射性衰变本质的研究。”
“其中,卢瑟福教授对这两大成果的贡献是首屈一指的。”
卢瑟福微微一笑,显得非常淡定。
“在这一时期,人们为了探测射线,测量其能量和性质,创建了很多方法,发明了很多仪器。”
“比如盖革计数器、电离室等等。”
“这些积累为核物理的发展打下坚实的基础。”
“接着,物理学家在深入研究放射性后,忽然发现这些能量巨大的射线能反过来探索原子。”
“于是,轰轰烈烈的各种轰击实验开始了。”
“这一点,在座的各位应该都是行家,你们肯定天天轰。”
众人轰然大笑。
布鲁斯教授还是那么幽默。
不过他说的是事实,目前核物理领域最主流的方向就是用α射线作为轰击手段。
三种射线中,α射线的能量虽然最低,但是它的电离能力最强,很适合各种实验。
李奇维接着说道:
“然后,有了放射线这个犀利武器后,我们对原子的研究水平突飞猛进。”
“我发现了原子核,卢瑟福发现了原子核中的质子,我又预言了中子的存在。”
“至此,原子核取代原子,成为新的研究重点。”
“射线轰击也成为研究原子核最重要的手段。”
“然而,随着对原子核的研究深入,大家忽然发现,天然放射性元素所产生的放射性的能量不足。”
“研究原子时还好,但是研究原子核就显得力有未逮。”
“于是,粒子加速器应运而生。”
“它的出现让物理学家摆脱对天然放射线的依赖。”
“大家可以人工制造出强大的粒子流,用于轰击原子核。”
“比如考克饶夫发明的质子加速器,就可以把质子加速到很高的能量,足以接近原子核。”
“但质子却不属于三种射线的任何一种。”
“这也是我对粒子加速器前景看好的原因。”
哗!
房间内顿时发出一阵惊呼!
众人眼中乱七八糟的核物理,在布鲁斯教授的娓娓道来下,宛如掌上观文一般,来龙去脉一目了然。
哪怕是刚进入实验室不久的沃尔顿等新人,听完之后,都对核物理产生了极深的了解。
而这些了解,如果单靠他们自己去摸索,没个一年半载恐怕毫无成效。
因为布鲁斯教授给出的是系统性的框架理解,把所有知识点按照科学发展逻辑串联起来。
而学生们只能研究单个知识点,他们的能力和视角不足以看的更高。
卢瑟福对着查德威克感慨道:
“论教育能力,布鲁斯绝对是整个科学界最厉害的那批人。”
卢瑟福自然对核物理的发展了熟于心。
但是他却做不到如此信手拈来,举重若轻。
查德威克忍不住点点头。
“布鲁斯教授是老师的老师!”
哈恩神色兴奋。
他总算明白迈特纳为何在演讲完后那么高兴了。
虽然布鲁斯教授的演讲没有任何新的知识,但其中体现的那种“高度”不是一般人能理解的。
哪怕是他,在听完这些总结后,也对核物理产生了新的体会,仿佛迸发了什么灵感。
“这就是科道宗师的魅力吗?”
这时,李奇维停顿了一会儿,然后说道:
“本来,在总结完核物理的发展历程后,接下来我就该讲我对核物理未来发展方向的思考了。”
“但是你们卢瑟福教授之前帮了我一个大忙,所以我很感激他。”
“因此,在讲思考之前,我准备额外给大家分享一个干货,或许对你们搞核物理很有帮助。”
哗!
众人皆是一惊!
能被布鲁斯教授称为干货的内容,其重要性可想而知。
卢瑟福也跟着惊讶。
他知道布鲁斯从不会无的放矢。
所以心中疑惑更深了。
“最近没听说他在研究核物理呀。”
在众人的期待下,李奇维继续说道:
“刚刚我说考克饶夫博士发明的粒子加速器,扩展了物理学家研究原子核的手段。”
“但是他设计的加速器存在一个问题。”
“那就是加速能力太低。”
“他的粒子加速器属于直线加速器,即整个加速过程是一条直线。”
“在这条直线上,按照强度梯度分别放上几个电场。”
“质子就这样一级一级加速,速度逐渐提高。”
“很显然,加速器的长度决定了能放置多少个电场梯度,进而决定质子最后能加到多少速度。”
“加速器越长,质子的速度就越高。”
“但同样的,带来的成本、稳定性、维修等问题也越复杂。”
“因此,直线加速器不可能无限加长,它的加速能力是有极限的。”
“考克饶夫博士,我说的对吧?”
考克饶夫闻言,连忙说道:
“是的,布鲁斯教授。”
“您一针见血地指出了质子加速器的缺点。”
“我在进行实验时,也深受加速器尺寸的困扰。”
“要想获得更高的速度,就得延长加速距离。”
“但这样,整个实验方案和结构就得重新设计,极其麻烦。”
“而且加速器越长,问题也就越多。”
忽然,考克饶夫神色兴奋,瞪大了双眼,颤抖地说道:
“布布鲁斯教授,难道您找到了这个问题的解决办法吗?”
哗!
这下众人明白所谓的干货是什么了。
粒子加速器的问题要是被解决,绝对是所有核物理专业学者的福音。
粒子射线能量越大,撞击实验效果越好,已经是学界的共识了。
从天然放射线到粒子加速器,是一次质变。
难道现在要来第二次质变吗?
众人屏住呼吸,满脸期待。
李奇维微微一笑,说道:
“这个问题是直线加速器本身原理所带的缺陷,我也解决不了。”
“但是,我却想到了一种新的加速器设计,可以完美规避这个问题。”
“也算是我为核物理做的一点微小贡献。”
哗!
全场倒吸一口冷气!
第一句话出来时,众人还有点小失望,竟然连布鲁斯教授都解决不了。
但是下一句话直接让众人呆滞了!
“天啊!”
“布鲁斯教授这是要自己再设计一套加速器吗?”
“解决不了问题,就解决产生问题的机器。”
“大佬的手段果然简单粗暴!”
众人皆是不可思议。
至于最后一句,则自动被忽略了。
如果这都算是小贡献,那在场众人都可以立刻回家种地了。
考克饶夫发明的粒子加速器,虽然结构精巧无比,但是原理却非常简单。
只要是有点物理基础的中学生都能理解。
无非就是电场笔直加速而已。
但直线踩油门谁不会,弯道快才是真的快!
然而,在加速器领域,至今还没有人找到弯道也快的方法。
可能正是因为原理过于简单,反而没有什么设计发挥的余地。
卢瑟福曾带着学生助手们一起头脑风暴,也没有想出新的加速方法。
考克饶夫神色骇然!
他万万没有想到,布鲁斯教授的解决办法竟然是发明新的加速器!
这也太夸张了吧!
他从未听说过布鲁斯教授最近几年在研究核物理啊。
“难道是上次在卡文迪许50周年纪念日上,我演示一遍仪器后,布鲁斯教授那时就留心了?”
不过,这都不重要了。
考克饶夫现在满脑子都是新加速器到底是什么样的?
凭什么能优于他的直线加速器。
李奇维看着众人震惊的表情,面色平静。
这是他故意透露出来的消息,为的就是给众人留下婆罗洲原子研究院很强的印象,方便布局。
他轻轻一笑,说道:
“我发明的加速器,我把它命名为【回旋加速器】。”
“它同时利用了磁场和电场作为加速手段。”
话音刚落。
轰!
全场骇然!
卢瑟福、考克饶夫等人在听到【回旋】一词时,脑海中仿佛有惊雷在炸响!
“天啊!”
“我好像知道这是什么样的加速器了。”
“布鲁斯教授简直神了!”
史上最强仪器,回旋加速器,震撼登场!
(本章完)
卡文迪许实验室内。
众人随意而坐,等待演讲开始。
前排处,卢瑟福和他的几个得意学生助手坐在一起,包括查德威克、考克饶夫、布莱克特、卡皮查等人。
哈恩低调地坐在另一旁,聚精会神,甚至还拿出纸笔准备记录。
李奇维走到台上,看向众人,面带微笑,缓缓说道:
“今天我不详细讲理论细节方面的东西,我想谈谈我对核物理的方向理解。”
哗!
众人皆是兴奋。
方向理解好啊!
普通学者做研究最怕的就是方向错误,导致事半功倍,钻入牛角尖。
布鲁斯教授的理解绝对是科研道路上的指路明灯!
“核物理,顾名思义,就是专门研究原子核的物理学。”
“它作为一门新的物理分支,诞生时间并不长。”
“目前物理学界还没有对核物理进行严格的定义。”
“从研究内容看,我认为核物理的研究范围主要有三部分。”
“第一,研究原子核的结构和变化规律。”
“比如各种粒子轰击实验等,质子的发现,以及还未发现的中子等。”
“第二,研究放射线的产生、探测和分析。”
“比如目前已知的几种放射线:α射线、β射线、γ射线,还有其它各种未知射线。”
“因此,其实放射化学应该是属于核物理,而不是化学。”
“这也是为何你们的卢瑟福教授总说自己是物理学家的原因。”
众人会心一笑。
“第三,研究与核聚变、核裂变有关的核能、核技术等。”
“比如考克饶夫博士发明的粒子加速器,就属于核技术的一种。”
“而且我认为他的粒子加速器大有可为!”
“说不定他会成为第一个实现人工核裂变的物理学家。”
哗!
众人闻言皆是震撼!
很多人立刻看向考克饶夫,眼中流露出毫不掩饰的羡慕。
“有了布鲁斯教授的夸奖,考克饶夫稳了。”
“能被布鲁斯教授提名的人物,就从来没出现过庸才。”
卢瑟福的眼中也充满欣赏。
他知道考克饶夫最近正在试验各种元素,很是辛苦。
不过幸好实验室新来个叫沃尔顿的年轻人,和考克饶夫志趣相投,两人经常在一起做实验。
实验物理就这点不好,任何结果都需要一个一个去试才行,没有任何捷径可走。
目前的元素周期表中共有92个元素,得尝试到猴年马月。
而且一旦影响因素变多,每个元素的试验组数量就会到一个恐怖的程度。
因此,一个正确的方向,对于实验物理学家是何等重要。
比如,当中子被发现后,费米率先用中子代替传统的α射线做轰击实验,效果非常好。
为什么?
因为中子不带电,能更容易接触到原子核,发生相互作用。
于是,所有物理学家立刻抛弃射线,选择中子,大大加速了核物理的研究进程。
此刻,以李奇维的身份地位,他说极度看好粒子加速器的前景,考克饶夫怎能不激动。
先前各种失败对他造成的困惑和失落,顿时一扫而空。
“我一定能成功!”
实验物理学家确实比较苦逼。
也难怪以前卢瑟福看不起理论物理学家。
“老子每天废寝忘食、通宵达旦地做实验,才搞出一点点成果。”
“你丫坐在办公室,喝着咖啡,一个下午就想出一个新理论。”
“更难过的是,你的理论还比我的实验成果更重要。”
“不公平!太不公平了!”
人群之中,哈恩正在用笔记录。
他心中感慨,果然不愧是布鲁斯教授,短短几句话,就把核物理的主要框架确定了。
这也让哈恩对自己研究的内容有了清晰的定位。
这种看似没什么干货的概念,反而对他这种想突破的普通物理学家更有用。
这时,李奇维继续说道:
“根据以上对核物理的定义,目前它的发展又可以分为以下几个阶段。”
“首先是贝克勒尔和居里夫妇发现某些元素具有天然放射性。”
“这是人类第一次观察到核现象。”
“所以,它也被看作是核物理的开端。”
“在对天然放射性的研究中,物理学家一共取得了两个重大的突破。”
“一是对α、β、γ三种射线的研究并确定其本质。”
“二是对放射性衰变本质的研究。”
“其中,卢瑟福教授对这两大成果的贡献是首屈一指的。”
卢瑟福微微一笑,显得非常淡定。
“在这一时期,人们为了探测射线,测量其能量和性质,创建了很多方法,发明了很多仪器。”
“比如盖革计数器、电离室等等。”
“这些积累为核物理的发展打下坚实的基础。”
“接着,物理学家在深入研究放射性后,忽然发现这些能量巨大的射线能反过来探索原子。”
“于是,轰轰烈烈的各种轰击实验开始了。”
“这一点,在座的各位应该都是行家,你们肯定天天轰。”
众人轰然大笑。
布鲁斯教授还是那么幽默。
不过他说的是事实,目前核物理领域最主流的方向就是用α射线作为轰击手段。
三种射线中,α射线的能量虽然最低,但是它的电离能力最强,很适合各种实验。
李奇维接着说道:
“然后,有了放射线这个犀利武器后,我们对原子的研究水平突飞猛进。”
“我发现了原子核,卢瑟福发现了原子核中的质子,我又预言了中子的存在。”
“至此,原子核取代原子,成为新的研究重点。”
“射线轰击也成为研究原子核最重要的手段。”
“然而,随着对原子核的研究深入,大家忽然发现,天然放射性元素所产生的放射性的能量不足。”
“研究原子时还好,但是研究原子核就显得力有未逮。”
“于是,粒子加速器应运而生。”
“它的出现让物理学家摆脱对天然放射线的依赖。”
“大家可以人工制造出强大的粒子流,用于轰击原子核。”
“比如考克饶夫发明的质子加速器,就可以把质子加速到很高的能量,足以接近原子核。”
“但质子却不属于三种射线的任何一种。”
“这也是我对粒子加速器前景看好的原因。”
哗!
房间内顿时发出一阵惊呼!
众人眼中乱七八糟的核物理,在布鲁斯教授的娓娓道来下,宛如掌上观文一般,来龙去脉一目了然。
哪怕是刚进入实验室不久的沃尔顿等新人,听完之后,都对核物理产生了极深的了解。
而这些了解,如果单靠他们自己去摸索,没个一年半载恐怕毫无成效。
因为布鲁斯教授给出的是系统性的框架理解,把所有知识点按照科学发展逻辑串联起来。
而学生们只能研究单个知识点,他们的能力和视角不足以看的更高。
卢瑟福对着查德威克感慨道:
“论教育能力,布鲁斯绝对是整个科学界最厉害的那批人。”
卢瑟福自然对核物理的发展了熟于心。
但是他却做不到如此信手拈来,举重若轻。
查德威克忍不住点点头。
“布鲁斯教授是老师的老师!”
哈恩神色兴奋。
他总算明白迈特纳为何在演讲完后那么高兴了。
虽然布鲁斯教授的演讲没有任何新的知识,但其中体现的那种“高度”不是一般人能理解的。
哪怕是他,在听完这些总结后,也对核物理产生了新的体会,仿佛迸发了什么灵感。
“这就是科道宗师的魅力吗?”
这时,李奇维停顿了一会儿,然后说道:
“本来,在总结完核物理的发展历程后,接下来我就该讲我对核物理未来发展方向的思考了。”
“但是你们卢瑟福教授之前帮了我一个大忙,所以我很感激他。”
“因此,在讲思考之前,我准备额外给大家分享一个干货,或许对你们搞核物理很有帮助。”
哗!
众人皆是一惊!
能被布鲁斯教授称为干货的内容,其重要性可想而知。
卢瑟福也跟着惊讶。
他知道布鲁斯从不会无的放矢。
所以心中疑惑更深了。
“最近没听说他在研究核物理呀。”
在众人的期待下,李奇维继续说道:
“刚刚我说考克饶夫博士发明的粒子加速器,扩展了物理学家研究原子核的手段。”
“但是他设计的加速器存在一个问题。”
“那就是加速能力太低。”
“他的粒子加速器属于直线加速器,即整个加速过程是一条直线。”
“在这条直线上,按照强度梯度分别放上几个电场。”
“质子就这样一级一级加速,速度逐渐提高。”
“很显然,加速器的长度决定了能放置多少个电场梯度,进而决定质子最后能加到多少速度。”
“加速器越长,质子的速度就越高。”
“但同样的,带来的成本、稳定性、维修等问题也越复杂。”
“因此,直线加速器不可能无限加长,它的加速能力是有极限的。”
“考克饶夫博士,我说的对吧?”
考克饶夫闻言,连忙说道:
“是的,布鲁斯教授。”
“您一针见血地指出了质子加速器的缺点。”
“我在进行实验时,也深受加速器尺寸的困扰。”
“要想获得更高的速度,就得延长加速距离。”
“但这样,整个实验方案和结构就得重新设计,极其麻烦。”
“而且加速器越长,问题也就越多。”
忽然,考克饶夫神色兴奋,瞪大了双眼,颤抖地说道:
“布布鲁斯教授,难道您找到了这个问题的解决办法吗?”
哗!
这下众人明白所谓的干货是什么了。
粒子加速器的问题要是被解决,绝对是所有核物理专业学者的福音。
粒子射线能量越大,撞击实验效果越好,已经是学界的共识了。
从天然放射线到粒子加速器,是一次质变。
难道现在要来第二次质变吗?
众人屏住呼吸,满脸期待。
李奇维微微一笑,说道:
“这个问题是直线加速器本身原理所带的缺陷,我也解决不了。”
“但是,我却想到了一种新的加速器设计,可以完美规避这个问题。”
“也算是我为核物理做的一点微小贡献。”
哗!
全场倒吸一口冷气!
第一句话出来时,众人还有点小失望,竟然连布鲁斯教授都解决不了。
但是下一句话直接让众人呆滞了!
“天啊!”
“布鲁斯教授这是要自己再设计一套加速器吗?”
“解决不了问题,就解决产生问题的机器。”
“大佬的手段果然简单粗暴!”
众人皆是不可思议。
至于最后一句,则自动被忽略了。
如果这都算是小贡献,那在场众人都可以立刻回家种地了。
考克饶夫发明的粒子加速器,虽然结构精巧无比,但是原理却非常简单。
只要是有点物理基础的中学生都能理解。
无非就是电场笔直加速而已。
但直线踩油门谁不会,弯道快才是真的快!
然而,在加速器领域,至今还没有人找到弯道也快的方法。
可能正是因为原理过于简单,反而没有什么设计发挥的余地。
卢瑟福曾带着学生助手们一起头脑风暴,也没有想出新的加速方法。
考克饶夫神色骇然!
他万万没有想到,布鲁斯教授的解决办法竟然是发明新的加速器!
这也太夸张了吧!
他从未听说过布鲁斯教授最近几年在研究核物理啊。
“难道是上次在卡文迪许50周年纪念日上,我演示一遍仪器后,布鲁斯教授那时就留心了?”
不过,这都不重要了。
考克饶夫现在满脑子都是新加速器到底是什么样的?
凭什么能优于他的直线加速器。
李奇维看着众人震惊的表情,面色平静。
这是他故意透露出来的消息,为的就是给众人留下婆罗洲原子研究院很强的印象,方便布局。
他轻轻一笑,说道:
“我发明的加速器,我把它命名为【回旋加速器】。”
“它同时利用了磁场和电场作为加速手段。”
话音刚落。
轰!
全场骇然!
卢瑟福、考克饶夫等人在听到【回旋】一词时,脑海中仿佛有惊雷在炸响!
“天啊!”
“我好像知道这是什么样的加速器了。”
“布鲁斯教授简直神了!”
史上最强仪器,回旋加速器,震撼登场!
(本章完)