154姗姗来迟的中子

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“陈，你还做过什么实验？”

卢瑟福越听越疑惑。

“呃，老师，说来话长，这还是在去年夏天，在剑桥大学的时候。

“当时卡文迪许实验室的老师和工作人员还有学生们都因为假期离开剑桥大学去避暑，我自己一个人在卡文迪许实验室无聊，所以找到了阿尔法粒子源，来轰击其他靶子‘玩’。

“我当时用阿尔法粒子去轰击硼晶体的时候，不经意从里面轰击出了一种奇怪的粒子束出来。

“这种粒子束不能在云雾室中留下轨迹，也不能在电、磁场中发生偏转，说明它们应该是一种不带电的粒子。

“我一开始觉得这种粒子束可能是符合上述性质的伽马射线，但是这种伽马射线，能够很轻松地穿透几厘米厚的铜板，要比我们平时见到的伽马射线要硬得多。

“我不太确定，这个从硼晶体中出射的东西，究竟是不是伽马射线，本来还打算进行下一步试验。

“然后在那个时候，爱丁顿教授就找上了门来。

“他放弃了在康沃尔郡海边的度假，跑回剑桥大学，要和我研究有关太阳的发光机制。

“也正是因为这件事情，我和爱丁顿教授转头去研究了有关太阳内部的核聚变问题，从而忽视了这种从硼晶体中射出来的硬伽马射线到底是什么的问题。

“就在前几天，弗雷德里克先生通过计算，发现了在我们这几个发现新元素的核反应方程里，反应前后存在有相对原子质量的差距。

“当时他提出来了这件事情，问我在反应先后消失的那些质量到底去了哪里。

“我这几天在做实验同时，始终都在思考这么一件事。想来想去，我就又联想到了之前曾经做的那个实验，想起来这种硼晶体中发射出来的硬伽马射线，究竟会不会是中子这件事。

“所以我在空闲时间，又把去年夏天在卡文迪许实验室做的实验再次重复了一遍，我感觉这种被发射出来的东西，很有可能就是中子。

“所以我那天就给老师您发了一封电报，希望您赶快来到斯德哥尔摩，和我一探究竟。”

卡皮察越听陈慕武说的话，越觉得自己这次违背卢瑟福的决定，自己偷偷跑到瑞典来，是做的非常正确的一件事。

这个老鳄鱼未免太不厚道了一些，发现中子这么大的一件事情，他为什么不告诉自己？

听到陈慕武的描述，卢瑟福脸上依然是眉头紧锁，一副很严峻的表情：“你确定，你发现的是中子了吗？”

陈慕武摇了摇头：“还不能确定，我在等待老师您到来之后，我们进一步确定这件事。”

“那就说说伱的想法。”

卢瑟福摸出了随身携带的烟斗，他正打算往外掏烟丝袋的时候，猛然发现这里是不是卡文迪许实验室，而是陈慕武在斯德哥尔摩的地盘，又悄悄地把烟斗和烟丝袋都放了回去。

“老师，您可以去抽一袋烟，刚好我们要换地方，我做的实验用不到回旋加速器，做实验的地方也在另外一间屋子。”

“那也好，中子发现与否，也不差我这一袋烟的功夫。”

卢瑟福知道陈慕武这是在给自己打着圆场，他第一个走出回旋加速器实验室的大门，来到实验室大楼外。

玻尔也跟着走了出来，他也是一个有名的烟鬼。

“爵士，尝尝我这个正经的意大利烟丝。”

他掏出自己的烟丝袋先给卢瑟福的烟斗装满，然后才开始装自己的那一袋。

“尼尔斯，你说说，陈这一次，真的能够发现中子吗？”

玻尔帮卢瑟福点燃了烟斗，发现这个新西兰壮汉，拿烟斗的手一直在微微颤抖。

他提问时的语气，带着一些激动，又带着一些疑惑。

“我觉得，陈博士他一定是能够确认自己发现了中子，所以才给您发了电报。

“他从来不做没有准备的事情，更不可能因为一点儿风吹草动，就把您从英国请到斯德哥尔摩来。”

卢瑟福点点头：“但愿如此。”

玻尔知道他接下来要问的这句话，可能是老师的伤心事，但他实在是忍不住好气：“爵士，陈博士这是真的离开剑桥大学，把自己的学术研究根据地搬到了瑞典来吗？”

直到一袋烟抽完，卢瑟福才最终解答了玻尔的疑问：“我也经常自己骗自己，说陈来到瑞典，只是来帮他的朋友瑞典王储一个忙。用不了一年半载，他就会再次回归到卡文迪许实验室，和我们一起继续做实验。

“可你现在也看到了这个王子学院的规模，我虽然没去过哥本哈根，但是见到过你写的信和你寄给我的明信片，你那个理论物理研究所，是不是完全不能和这里的这所学校相比？

“光是一个物理学实验室的大楼，就比卡文迪许实验室要强得多。扪心自问，如果你能掌管这样一个地方的话，你还会回到卡文迪许实验室那样又老又破的地方，继续做实验吗？

“陈把他的那台更为先进的回旋加速器，建设在了斯德哥尔摩而不是剑桥大学，就已经足以说明他的选择了。

“也罢，陈在剑桥大学的这五年，没有做任何对不起我们的事情，反而是卡文迪许实验室亏欠了他不少。

“不管他人在哪里，只要能继续为推动物理学的发展，那对你我来说，终究还是一件好事，不是吗？

“走吧，我们进去看看，他到底是怎么发现的中子。”

不知道什么时候，考克罗夫特已经站到了实验室大门内。

等卢瑟福和玻尔抽完烟，就按照陈慕武的吩咐，把他们两个人领到了另外一间实验室里。

这间实验室的内部装修，比刚刚回旋加速器的那一间还要空荡荡。

偌大的房间里只有一张实验台，上面摆着陈慕武做实验时所需用到的仪器。

刚刚在回旋加速器那个房间里的众人，则是全都跟着陈慕武转移了阵地，包括比尔曼教授这位化学家——他也想看看，陈慕武说发现了中子，究竟是怎么一回事。

看到抽完烟的卢瑟福和玻尔重新回来，陈慕武开始了他的介绍：

一台阿尔法粒子源，一个准直装置，一个薄薄的硼晶体靶，后面还跟着一个石蜡块，放在最后的是一台云雾室。

这些实验仪器，全都放置在一个连接有真空泵的真空环境当中。

“我一开始发现这种硬伽马射线的速度非常快，为了能使其降速，就在‘伽马射线’的背后加了一块石蜡，企图能让它被石蜡吸收一部分能量，然后把速度给降下来。

“可没想到的是，这个硬‘伽马射线’通过了石蜡之后，速度非但没有变慢，反而还越来越快。

“而且出射的东西居然不再是伽马射线，而是带正电的质子束。

“这也就是说，这束硬‘伽马射线’在石蜡里面和石蜡原子发生了碰撞，从里面打出来了质子。

“到这里，我这才意识到事情有些不太对劲，因为用伽马射线和原子发生碰撞这件事情，我应该是再熟悉不过的了。

“伽马射线本质上是电磁波，电磁波又是静质量为零的光子。伽马射线所携带的能量，最多也就只能把原子外围的最外层电子给打出来，也就是那种叫做‘陈效应’的伽马射线散射。

“伽马射线绝对不可能有那么大的能量，能把石蜡里面的质子打出来。这就像是用一个赛璐珞的乒乓球去打一个铅球，哪怕乒乓球的速度再快，估计也很难让铅球移动出一大段距离。”

“可是，万一这是一种新型的伽马射线呢？就比如说能量很高的那一种，确实可以把石蜡里面的质子给打出来呢？”

提问的不是卢瑟福也不是玻尔，而是弗雷德里克。

陈慕武没想到，该来的还是会来。

当初小居里夫妇两个人，就是把中子当成了一种新型的伽马射线，才和发现中子这件事情擦肩而过。

“这很简单，要验证这种从硼晶体中射出来的东西，到底是伽马射线还是一种新的粒子，就是我接下来准备做的事情。

“按照卢瑟福爵士的说法，”当着众人的面，陈慕武称呼卢瑟福时没有选择“老师”，而是采用了更为官方的说法，“中子可能是一种由一枚带正电的质子和一枚带负电的电子结合而来的粒子。

“已知电子的质量仅为质子质量的将近两千分之一，那么理论上‘中子’的质量，应该和质子的质量基本相仿。

“如果假设这种粒子是‘中子’的话，那么让其和质量差不多的其他粒子，比如说质子，氘核，氦核等等粒子发生碰撞的话，在云雾室中观测这些粒子发生碰撞后的轨迹，应该就能推出他们在碰撞中获得了多大的能量。

“这样一来，就能验证这种从硼晶体中射出来的粒子，究竟是不是所谓的那种新粒子‘中子’了。”

“陈，那你做了这个实验没有？结果又是如何呢？”

这次发问的是卢瑟福。

“爵士，我想到这可能是‘中子’之后，就去电报局给您发了电报，在这几天只是刚刚把实验重新复刻了出来，目前只是有这种想法，还没来得及做实验进行检测。

“刚好您和玻尔教授，还有詹姆斯以及彼得都来到了斯德哥尔摩，那我看我们干脆就一起来做这个实验就好了。”

卢瑟福不知道陈慕武说的是真话还是假话，他总觉得这个所谓的验证试验根本就不复杂，对于陈慕武来说，只要他想做，那么把实验做出来完全就是轻而易举的。

他这是在等着自己，想要让自己亲眼见证吗？

卢瑟福觉得很有可能。

陈慕武说是大家一起做实验，但这件事让众人全部都围在实验台前，反而束手束脚，是一种阻碍。

而且这个实验说白了，就是利用从硼晶体中射出来的‘中子’，和氢原子核、氘原子核还有氦原子核发生碰撞，利用云雾室记录下来的碰撞完成后这些原子核的轨迹，从而反推出中子的能量和质量。

只要能够拍下云雾室里面的轨迹照片，接下来的测量和计算工作，甚至都可以放到自习室里进行。

所以陈慕武在向这些围观的人介绍完自己的实验思路和装置之后，就把大家都客客气气地请了出去。

他的身边只剩下了赵忠尧和考克罗夫特，还有伊蕾娜和弗雷德里克小居里夫妇，这最开始的五个人。

从在斯德哥尔摩建造回旋加速器开始，他们几个人之间已经培养出来了足够高的默契程度。

因为此前陈慕武已经在剑桥大学做过这个实验，所以有了这么多人手帮忙，再次做起来之后，他们的进展很神速。

只花了不到一天的时间，他们就拍下来了足够多的云雾室照相底片。

接下来就是分别计算氢原子核、氘原子核和氦原子核从硼射线那里获得了多少能量，来反推这种硼射线的具体性质是什么了。

实验结果出来之后，计算后获得的结论也很快被揭露。

这个新粒子的质量大概是1.0067相对原子质量。

——陈慕武是知道的，这个数据不准确，和未来中子的精确质量差了不少。

但是在场的其他人不知道这件事。

他们只知道，按照现在的数据，一个质子加上一个电子，这两种粒子的质量之和大概在1.0078相对原子质量。

如此看来，中子和“质子+电子”的质量相差无几。

虽然前者比后者的质量要小，似乎是可以接受的。

在得到了这个结果之后，在场的众人都无比激动。

陈慕武也只好装出一副激动的样子，加入到了大家的这一场狂欢当中来。

自己苦心寻找了十几年的电中性粒子，就这样被云雾室的照相底片间接记录下来，卢瑟福高兴得不能自已。

“陈，你真了不起！你真了不起！”

可就在这个时候，实验室现场突兀地响起了一句带着丹麦口音的英语：“爵士，我觉得你的假说里，有个地方不正确。”

(本章完)