“泡利和海森堡这对师兄弟,是量子力学的绝代双骄。”
众人的夸赞让海森堡有点飘飘然。
他继续说道:
“具体过程是这样的。”
“大家请看屏幕。”
海森堡一边演算,一边讲解:
“按照量子力学的思想,同位旋也是一种量子数,和自旋类似,都是粒子的固有属性。”
“其实,我正是参考自旋,才取名为同位旋。”
“可以把电荷不同强力相同的粒子,看成是相同粒子处在不同的电荷状态。”
“举个例子。”
“现在有一种粒子A,它在受到强力作用后,同位旋发生变化。”
“其中一个变化让A粒子变成了质子,另一个变化让A粒子变成了中子。”
“如此就能解释,为何中子和质子都受到强力的影响了。”
“有一点需要注意。”
“同位旋是一种数学上的表示方式,它和粒子的电荷、质量或其它量子属性并无直接联系。”
“可以形象地理解,同位旋是粒子内部的一种对称性,反应的是粒子可以进行某些转换,而不改变其性质。”
哗!
全场震撼!
海森堡的工作非常漂亮。
他结合量子力学的思想,从量子数守恒或者对称的角度去研究粒子。
按照目前对强力的认知,如果它真的存在,则必然同位旋守恒。
这从数学上是严格证明的。
这时,费米忽然提出了一个问题:
“海森堡教授,按照你对同位旋的定义,它应该和弱力也是有关系的。”
“同位旋变化导致质子和中子的性质发生改变,这也是β衰变的现象。”
“请问,这方面你有什么研究吗?”
海森堡顿时一惊!
他还真没有考虑过这方面。
本来他引入同位旋概念,就是为了解释强力能同时束缚质子和中子的原因。
但是经过费米这么一提醒,他忽然发现,好像同位旋真的和弱力也有关系。
于是,他兴奋地说道:
“抱歉,费米教授,我暂时还没有考虑过。”
“但你的问题对我非常有用,或许我要考虑一下把同位旋引入弱力。”
普朗克、索末菲等老一辈物理学家们面带笑意,非常欣慰。
泡利、海森堡、费米等人的表现堪称精彩无比。
这些年轻人已经走在了物理学的最前沿,向着未知的强力和弱力发起冲击。
“布鲁斯会议已经是年轻人的主场了!”
李奇维看着两人的讨论,微微一笑。
真实历史上,费米是在三个人的成果基础上,才最终建立了四费米子理论。
分别是泡利的中微子,狄拉克的量子电动力学,海森堡的同位旋守恒。
并且费米还发展了同位旋理论。
同位旋一共有三个分量,就好像坐标系的xyz轴投影。
在强力中,同位旋是守恒的;但是在弱力中,同位旋不守恒。
并且弱力下的同位旋被称为“弱同位旋”。
由此可见,相比引力和电磁力,强力和弱力确实有点过于复杂了。
此刻,海森堡和费米就同位旋的概念,进行了热烈的讨论。
卢瑟福笑着说道:
“费米虽然身在实验物理,但是心还在理论物理。”
大佬们听后哈哈大笑。
会议继续进行。
“接下来,有请丹麦哥本哈根大学的玻尔教授。”
哗!
众人顿时齐刷刷看向他。
玻尔的大名,仿佛已经很久没有震撼物理学界了。
作为布鲁斯教授的首席大弟子,玻尔之名,曾经如日中天,激励了一代的年轻人。
海森堡、泡利、狄拉克等人都曾以他为偶像。
因为对方不惧老师的权威,在行星模型的基础上,提出量子化轨道模型,正式开启量子论的时代。
虽然如今量子论已经变成了旧量子论,量子化轨道也被电子概率云所替代。
但是没有人会因此否定玻尔的功绩。
他依然是量子力学中公认的大佬级人物。
而今天,对方又会带来什么研究成果呢?
玻尔的心情同样激动。
他在之前两届的布鲁斯会议上,没有特别出彩。
量子力学几乎被那些年轻小伙子们全部包圆了,没有他这个大哥下手的机会。
而现在,他终于又有了自认为还可以的成果。
“今天,我分享的内容是关于原子核模型的。”
“我们知道,原子由原子核和电子组成,电子以概率云的形式随机出现在原子的任意一处。”
“但是原子核本身的结构又是什么样的呢?”
“一堆质子和中子结合在一起,会产生什么性质呢?”
“为此,我提出了【液滴模型】。”
说罢,玻尔打开准备好的投影仪,说道:
“大家请看。”
“液滴模型是我从原子核内核子-核子强耦合这一性质出发,从而建立的一种原子核模型。”
“我将原子核视为一个带电荷的理想液滴,根据液滴的运动规律,对原子核进行描述。”
“在这个过程中,我把量子力学和经典力学电磁学的理论结合在一起使用。”
“液滴模型能够阐述原子核的静态性质以及动力学规律。”
“比如质量规律、表面振动、变形核的转动,乃至核裂变!”
哗!
全场震撼!
玻尔教授果然要么不出手,一出手就是惊天动地。
他竟然用自己创造的液滴模型,从理论上描述了核裂变的过程。
简直过于牛逼!
然而,这还没完,玻尔继续说道:
“为了更逼近原子核的真实情况,我又多加了几个自由度。”
“比如,把质子和中子看成是两种不同的流体,甚至将自旋取向也看成是一种不同的流体。”
“这样就能解释可压缩性等性质。”
“液滴模型主要包含两个主要内容。”
“一个是球形核的表面振动,另一个是核裂变机制。”
“推导公式如下所示。”
“可以把核裂变看成是液滴的一分为二。”
“我们知道,液体具有表面张力,会阻止自身的分裂。”
“原子核液滴同样也是这种情况。”
“想要将原子核进行分裂,就需要额外的能量打破这种张力。”
“当高能粒子撞击原子核时,就会与其合并在一起,形成受激的半稳定复合核。”
“这个复合核就像液滴一样晃晃悠悠,直到最后撞击效应结束。”
“而结果无非是两种。”
“要么释放能量,要么释放很小的粒子。”
“后者就是如今核裂变现象的实验基础。”
轰!
全场震惊不已!
玻尔的理论虽然从难度看,好像不如泡利的中微子,海森堡的同位旋。
但是从创新性上看,绝对是同一级别的成果。
他利用最简单的理论,就把原子核的性质从理论上建立了框架。
甚至可以解释很多的实验现象。
众人无不惊叹:
“这太了不起了!”
“玻尔教授果然宝刀未老!”
尤其是搞实验物理的众人,更是感慨道: