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中国科学家的骄傲

时间:2023-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:当发现放射性后,大家对β衰变的能量问题无法解释。但比较敏感的费米就注意到了,他根据这假设从理论上进行研究,在1933年提出了他的β衰变理论。物理学是实验科学,物理上的理论必须有实验的证明才会被人们公认,伴随着β粒子发射的中性粒子的理论也必须有实验的支持。1941年,我国学者王淦昌首先提出了一种观察中微子的方法。那时中国正处在抗日战争年代,王淦昌先生在浙江大学任教。美国科学家阿伦就按王淦昌的建议完成了。

当发现放射性后,大家对β衰变的能量问题无法解释。一个放射性元素,若放出一个α粒子而衰变成另外的元素时,α粒子的能量是固定的,即只有一种;而一个放射性元素放出一个β粒子而衰变时,放出的β粒子的能量却不是一种,而是连续变化的。为什么放出的β粒子的能量会连续变化呢?当放出的电子的能量少于最大能量时,多余的能量到哪儿去了?自然界有着能量守恒定律,即能量可以从一种形式变换成另一种形式,可以从一个物体转移到另一个物体,但总的能量之和不变。β衰变不能违背能量守恒定律。

当时提出泡里不相容原理的泡里,在1930年提出一个假设,他认为β衰变放出β粒子时一定还放出另外一个中性粒子,这个粒子很难测量到就是了。由于在实验上没有测到这个粒子,因而很多人并没有注意泡里的假设。但比较敏感的费米就注意到了,他根据这假设从理论上进行研究,在1933年提出了他的β衰变理论。这理论不久就被认为是费米的重要工作之一,但在当时,费米将他的论文《试论β射线的理论》送到英国的《自然》杂志上,却被认为不合适而退了回来。后来用意大利文发表在《科学研究》和《新杂志》上,后又用德文发表在《物理学》杂志上,始终没有用英文发表。

物理学是实验科学,物理上的理论必须有实验的证明才会被人们公认,伴随着β粒子发射的中性粒子(后称为中微子)的理论也必须有实验的支持。1941年,我国学者王淦昌首先提出了一种观察中微子的方法。王淦昌的论文在1942年1月的《物理学评论》上发表后,美国物理学家阿伦在1942年6月在《物理学评论》上发表了《一个中微子存在的实验报告证据》的实验报告,他的实验完全是按王淦昌的论文建议下做的。

为什么王淦昌在国内不自己做这个实验呢?

那时中国正处在抗日战争年代,王淦昌先生在浙江大学任教。抗日期间,浙大迁移到贵州湄潭,条件非常艰苦,有时候没有电,自己用一个手摇的发电机发电。但即使艰苦,王淦昌先生也是下决心要做这实验,后来因人手不够,王先生就把自己的建议作为文章发表,想引起世界上有条件的科学家注意,让他们去做。美国科学家阿伦就按王淦昌的建议完成了。

现今,中微子物理是一门与粒子物理、核物理、天体物理等息息相关的新兴分支学科,中微子的研究直接关系到探索宇宙的秘密。中微子有很强的穿透性,从南美洲发出的微子可以直透地球到达北京,科学家们有希望将中微子用在通讯技术上,也有希望应用中微子对地球做断层扫描。

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