NOTHING11月前
查德威克发现中子被授予1935年诺贝尔物理学奖 中子直到1932年才被发现。1919年,卢瑟福发现了质子,一种带正电荷的粒子,在原子核内部。其它科学家在实现中,也发现了质子,并且还发现,除了质子之外,原子核里还存在其它粒子。 科学家在测量原子质量的时候发现,氦原子有两个质子, 氢原子有1个质子,理论上,1个氦原子的质量应该等于2个氢原子的质量。但是,经过计算,1个氦原子的质量等于4个氢原子;这是发现中子的重大原因。 1930年,博特和贝克尔发现了一些轻元素,尤其是铍,在受到高能α射线照射时会产生具有异常穿透力的辐射。1932年,居里夫妇重复了博特和贝克尔的铍辐射实验,他们惊讶地发现,这种γ射线的能量远远超过了天然放射性物质发出的γ射线的能量。他们用一台更精密的仪器测量了这种射线的能量,得到了大约50兆电子伏特的数值。这是一个令人震惊的数字,因为当时已知的最高能量的γ射线也只有几兆电子伏特而已。他们对这种铍辐射感到非常困惑和不解。为什么会导致这个现象发生? 1932年,查德威克也做了这样一个实验。他用α粒子轰击铍,再用铍产生的射线轰击氢、氮等不同元素,并用云室和盖革计数器来观察和测量被打出来的粒子。通过这样,他判断这种射线不可能是γ射线。因为γ射线没有足够的动量来将质子从原子中打出。他认为从铍中放出的射线是一种质量与质子相当但不带电的粒子,才能解释实验现象,这种粒子就是“中子”。 中子的发现引起了物理学界的轰动,因为它揭示了原子核的真实构造和特征。科学家们利用中子作为探测原子核结构和合成新元素的工具,并发现了核裂变和链式反应等重要现象。这些发现为后来的核能利用和核武器制造奠定了理论和技术基础。1935年,查德威克因为这项发现被授予诺贝尔物理学奖。 #诺贝尔奖 #常识 #涨知识 #物理
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1周前
【科学家的自述:玛丽·居里我寻找钋和镭的科研历程】 1897年,在巴黎理化学院那间简陋的实验室里。我玛丽·居里手中掌握着一把关键的“钥匙”,我的丈夫比埃尔和他的兄弟雅克发明的压电石英静电计。这台仪器的核心是正压电效应:当你对特定切割的石英晶体施加压力时,它会在两个表面产生相等相反的电荷;压力越大,电荷越多。我们利用这个特性来精确测量微小的电量。 如何测量放射性呢?验电器里有一根金属指针,给它带上电,同性电荷相斥,指针就会张开一个角度。当铀射线(我们现在知道是α、β射线)照射过来时,会使空气电离,导走指针上的电荷,指针便会下垂。这时,我就用压电石英,通过精确施加压力来产生电荷,一点点地补充回去,让指针恰好回到初始位置。那么,我所施加的压力值,经过换算,就直接对应了辐射的强度。正是这台灵敏的仪器,让我“看见”了不可见的射线。 我发现:铀射线的强度只取决于铀元素原子的数量,与它处于何种化合物、外界环境(光、热)都无关,放射性是原子自身的一种内在属性。于是,一个大胆的问题产生了:除了铀,还有别的元素拥有这种属性吗? 我系统地检验了当时已知的几乎所有元素,最终发现钍也具有放射性。 第一个“宝藏”:钋的现身 当我用静电计测量各种铀矿石时,一个反常现象抓住了我的注意力:沥青铀矿和铜铀云母的放射性,竟然远远超过了纯铀本身!按照常理,矿石中铀的含量更低,放射性理应更弱。我反复验证了二十多次,结果依然如此。这只有一个解释:这些矿石中,蕴含着一种放射性比铀强得多的新元素。 为了证实它,我合成了人工的铜铀云母。结果其放射性只有天然矿石的18%。这证明了,那超强的放射性并非来自铀,而是来自天然矿石中某种未知的“杂质”。 接下来,就是漫长的化学追猎。我丈夫比埃尔决定暂停他的研究,全力协助我。我们从大量的沥青铀矿入手,用酸溶解,再通入硫化氢(H₂S),得到了一系列硫化物沉淀。关键的一步来了:我用静电计测量沉淀和溶液,发现放射性富集在硫化物沉淀中。 我们像化学侦探一样,一步步地分离这个沉淀。通过一系列化学反应,我们逐一去除了已知元素铅、铜、砷的硫化物,最后得到了一种主要含铋(Bi) 的溶液。铋本身没有放射性,但这杯溶液却显示出极强的放射性!这意味着,新元素与铋的化学性质相似,在反应中总是跟随着铋。
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66663周前
独来看这些对称性偶尔会被打破,比如二十世纪五十年代,科学家惊讶地发现某些亚原子过程并不遵守空间镜像对称性(也就是P对称性),但诡异的是CPT对称性却一直牢不可破,物理学家发现只要同时翻转电荷、空间和时间,物理定律就一定成立。这似乎在暗示一个更深层的真相:或许时间只能向前并不是宇宙真正的本质,你不妨把CPT对称性想象成一面巨大的“宇宙镜子”:镜子的这一边是我们熟悉的宇宙,时间之箭一直往前走;镜子的另一边则可能存在另一个完全不同的镜像宇宙,那里电荷反转、空间坐标翻转、时间方向彻底相反。而这个镜像宇宙并不是什么科幻想象,而是宇宙最深层对称性所允许的数学上完全合理的结果。 在那个镜像宇宙里,熵不是增加的,而是会越来越有序;恒星会逐渐从散乱的气体状态收缩向中心,最终在一场剧烈的爆炸中“出生”,“出生”才是真正的终点;他们的意识也会完美地配合着这种逆向的时间方向,他们先记得未来,再去经历过去,只不过时间的方向彻底反过来了而已。这就引出了一个既令人兴奋同时又让人毛骨悚然的可能性:或许时间压根就不是什么绝对存在,它的方向也许仅仅是因为最初的条件不一样而已。就像一个网球放在斜坡上,它自然就会往下滚,而仅仅因为它最初的位置被放在了高处,它就只能往下而不能往上。但假如有另一个宇宙被放在了“时间斜坡”的另一边,那它的时间方向也许就完全相反了,时间这么逆着走也是非常合情合理的。
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66666天前
两个带负电的球相互靠近,由于负电荷的排斥,它们会加速分离。将这一过程拍摄并倒放,电子的行为看似完全不受影响——电磁力、重力、强核力在微观世界中几乎不区分时间方向。换句话说,在微观层面,物理定律是时间对称的。 这就留下了一个巨大的疑问:为什么我们在宏观世界中感受到明显的时间方向?时间箭头究竟从何而来?这是物理学与哲学交汇处最深邃的谜团之一。 咖啡会冷却、木材会燃烧、超新星会爆炸……这些过程都不可逆,你不可能将煎蛋“复原”。这其中似乎存在矛盾:宏观世界由微观粒子构成,而这些原子通过基本电磁力相互作用,那么宏观世界中明显存在的时间箭头,又是如何从这些对时间无感的微观行为中产生的呢? 一种解释指向宇宙的开端,时间并非无限延伸,而是始于大约138亿年前的诞生时刻——大爆炸。初生的宇宙呈现出极端的均匀与高密度,这意味着初始状态的熵极低。 在日常经验中,我们见惯了熵的增加:咖啡冷却、气体扩散。但在宇宙学中,引力扮演了关键角色。物质逐渐聚集形成恒星、星系,重力势能转化为恒星和行星的能量,最终这些能量散布成遍布宇宙的废热,为宏观世界塑造了时间箭头。 计算表明,这样低熵宇宙的偶然性几乎微乎其微(概率约为1/10^10^123),显示宇宙的诞生一定具有特殊性,其原因我们仍无法完全理解。 如果没有大爆炸,宇宙可能永远处于热平衡,时间将失去意义。设想我们身处这样的宇宙,或许,正因为宇宙如此特殊,我们才能感知到时间的流动。 1944年6月10日,一架英国哈利法克斯轰炸机在法国上空执行任务,但在拉瓦尔附近,飞机被德军击落,机上七名机组人员全部遇难。机长是33岁的荷兰物理学家威廉·雅各布·范·斯托克姆。尽管今天他的名字鲜为人知,但他的思想却在时间旅行的理论中留下了印记。 威尔斯的《时间机器》早在半个世纪前就已问世,但在相对论出现前,时间旅行被认为是不可能实现的。然而,相对论为时间旅行提供了数学依据。就连爱因斯坦本人也曾怀疑是否能找到解析解,他在研究广义相对论时,仅用几个月就推导出了黑洞解。
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