第681章 论文发表!学界震动!粒子狂潮!子
第681章 论文发表!学界震动!粒子狂潮!μ子衰变问题!李奇维出手!1928年3月15日。
李承道的介子理论论文成功发表在《自然》期刊的封面上。
论文一出,物理学界彻底轰动了。
继量子电动力学之后,量子场论的第二个理论诞生了!
这一次被介子理论解释的是强力。
“天啊!”
“这个理论不仅能解释强力的机理,甚至还预言了一种新的粒子。”
“而且新粒子的质量都被计算出来了。”
“太牛逼了!”
当众人看到论文的作者后,又是一阵惊呼!
“作者竟然是布鲁斯教授的大儿子!”
“对方今年还是大四的本科生!”
“真是虎父无犬子啊!”
一时间,各种溢美之词接踵而来。
“他继承了布鲁斯教授的理论天赋和直觉天赋。”
“犹如当年的海森堡一样,横空出世!”
“.”
李承道正式进入主流物理学界的视野。
樱族,京都帝国大学。
正在备战物理奥赛的小川秀树和朝永振一郎看到论文后,被震撼的目瞪口呆。
“天照大神在上!”
“李承道太强了!”
二人作为物理学天才,很清楚介子理论的价值,说是石破天惊都不为过。
但是这样惊世的理论,却是一个和他们同龄的年轻人创造的。
李承道今年22岁,和朝永振一郎同龄,只比小川秀树大一岁。
但是他们之间的学术地位差距,已经无法衡量了。
他们还处于“学霸”的层次,而李承道已然化龙,正式迈入“学家”行列。
小川秀树甚至都没有听到朝永振一郎的感慨。
此刻,他的眼中只有论文上的内容。
“π介子传递、拉氏量、电子质量200-300倍。”
“这个理论太完美了。”
不知怎么回事,他总感觉内心忽然非常失落,好像失去了什么最宝贵的东西。
眼前的介子理论对于小川秀树的打击太大了。
他被誉为樱族的物理学天才,是长冈教授钦点的重要培养人才。
无数的荣誉、机会,他都可以轻而易举地获得。
然而,面对同龄人的成就,他彻底黯然了。
原来这个世界上真的存在比天才还天才的人物。
毫无疑问,李承道就属于这种。
小川秀树喃喃道:
“亏我之前还想着超越李奇维教授,现在我连他的儿子都远远比不上。”
他忽然觉得这次的奥赛索然无味了。
就算获得10个金牌又能怎么样?
能比得上介子理论的一个公式吗?
很明显,不行!
就在这时,乐观的朝永振一郎连忙大喝道:
“小川君!醒来!”
“你不该沉沦在别人的荣耀中,你要振作!”
“你的身上肩负着我们大樱帝族科学的未来!”
哗!
小川秀树顿时惊醒。
他茫然地看向四周,终于确定回到了现实。
呼!
他歉意地说道:
“抱歉,朝永君!”
“我刚刚走神了。”
“你说的很对,我不该恐惧,而是应该发愤图强。”
朝永振一郎搂着他的肩膀,笑道:
“这才对嘛。”
“你并不比李承道君差,而是缺少一个机会。”
“婆罗洲就是我们的机会。”
“所以,这次的奥赛,我们不仅不能懈怠,反而要加倍努力,一定要取得好名次。”
“到时候,如果能在李奇维教授门下学习,我相信我们也能取得非凡的成就。”
小川秀树露出笑容。
眼前的朝永振一郎永远是那么乐观向上,心态积极,仿佛是他阴郁的心灵世界中的一缕阳光。
只是这缕阳光有点过于金黄了。
“秀树,我听说新宿新开了一家歌舞町。”
“要不我们去看看?”
“说不定还有能使用介子的机会呢?”
小川秀树秒懂,吓的连忙摆手。
“不不不~”
如果说小川秀树等年轻天才们是充满了羡慕和崇拜。
那么真正的物理学大佬,则如发现了至宝一般,无比震撼。
海森堡第一时间发文,高度赞扬了李承道的论文。
并且他还用自己提出的同位旋理论,解释了π介子的三种类型。
“π介子的同位旋量子数是1。”
“因此,它在空间中有三个投影,分别是1/0/-1。”
“这三个同位旋状态正好对应了π介子的三种电荷状态。”
不得不说,海森堡的脑筋转的特别快。
直接为自己的理论又找到一个应用。
并且这个应用在未来将有非常大的价值。
狄拉克在看完论文后,微微一笑。
当初李承道问他问题时,他就知道,对方的研究内容非同小可。
如今果然震撼了学界。
狄拉克也做了一些补充。
他在李承道方法的基础上,通过计算预言了,如果想通过对撞方法产生π介子,至少需要几百兆电子伏特的能量。
常用的天然放射性粒子能量在几兆电子伏特,而目前的加速器能达到几十电子伏特。
但这些都不够。
婆罗洲,古晋。
李承道第一时间就找到了于隐,满脸期望地问道:
“于哥,我们的加速器也不行吗?”
于隐为李承道的成果感到非常开心。
他也很理解对方现在急切的心情。
因为只有真正找到π介子,才能证明介子理论是正确的。
就和泡利的中微子理论一样。
于隐说道:
“确实不行。”
“几百兆的能量,需要更大的加速器。”
“目前还在规划中。”
“我认为你可以从宇宙射线上想一想。”
“你去找赵忠尧,问问他的看法。”
李承道闻言,茅塞顿开。
“对啊,这么高的能量只有宇宙射线中才能找到。”
于是,他又前去物理研究所寻找赵忠尧。
赵忠尧虽然比李承道年纪还大。
但真要以李奇维为起点排身份,他比李承道还要低一辈。
然而,李承道却笑道:
“赵哥,我们各论各的。”
赵忠尧哈哈大笑,随后说道:
“承道,你放心,我一定帮你时刻关注π介子。”
“有任何消息都会第一时间通知你。”
李承道放下心来。
接下来,他只要静静等待即可。
很快,当狄拉克的论文传开后,大家都知道了要想找寻π介子,只能从宇宙射线中想办法。
加上之前的中微子,现在的宇宙射线简直被寄予厚望。
但是相比中微子,众人还是认为π介子被发现的概率更大。
因为中微子不仅质量更小,而且不带电,检测难度非常大。
但是π介子就不同了,不仅质量更大,还带电,应该很容易检测到。
一时间,研究宇宙射线的赵忠尧、安德森、康普顿、布莱克特等人,瞬间成为了香饽饽。
无数人的目光都集中在他们身上。
美国,落基山脉。
某个很高的峰顶上,安德森带领他的小团队正在安装实验设备。
这一次,他的目标很明确,专为π介子而来!
其中一个来实习帮忙的本科小年轻问道:
“安德森博士,我们为什么非要来这么高的山上?”
“在地面不是同样可以研究射线,寻找新粒子吗?”
安德森闻言,微微一笑,仿佛回到了学生时代。
他耐心地解释道:
“目前宇宙射线的本质已经被研究清楚,其主要成分是质子。”
“这些能量极高的质子在撞击地球大气层中的氮氧分子后,就有可能产生新的粒子。”
“我们现在的位置,正好是空气最浓稠的位置,质子的撞击概率大大提高,更容易发现新粒子。”
学生听后,恍然大悟。
这和赵忠尧当初乘坐热气球是截然不同的,后者更希望宇宙射线不要发生碰撞,如此才能研究其组成。
果然每一门学科都有自己的技巧。
接下来,安德森就常驻在这里了。
白天,他就上山观察设备,晚上就返回山下休息。
他有着很强的信心,因为如果真的存在π介子,那应该比较容易发现。
如此过了一个月之后。
某一天,安德森在例行地整理今天的数据时,惊讶地发现,仪器的显示屏上出现了一条怪异的轨迹。
“哦!”
“这是什么?”
安德森顿时一惊,宇宙射线经验丰富的他,一眼就看出来,这个轨迹代表了一种新的粒子!
他神色狂喜:
“难道这就是π介子?”
安德森立刻根据轨迹计算粒子的能量,然后反过来推导其质量。
当最终结果出来时,他大吼一声:
“我找到π介子了!”
“它的质量是电子的207倍,符合理论预测值。”
哗!
团队成员顿时欣喜若狂。
这个成就绝对能震惊学界了。
很快,安德森的论文发表,引起轰动。
李承道看过后,顿时舒了一口气。
“成功了!”
然而,仅仅过了十几天,卡文迪许实验室就发表论文显示:
“安德森发现的粒子不是π介子,因为它与原子核的作用非常微弱。”
“即便在非常近的距离,也没有表现出超过电磁力的性质。”
但是按照理论预测,强力的强度是远远超过电磁力的。
如果把强力的强度当成1,那么电磁力的强度是10^-2,弱力的强度是10^-13,引力的强度是10^-38。
这里有人可能会疑问:
“引力能把行星乃至恒星都束缚在一起,怎么可能弱那么多。”
举个例子就懂了。
当你把苹果举起来时,你其实是在对抗整个地球对苹果的引力。
但是你只是轻轻发力就举起了,难道还不能证明引力很弱吗。
接着,越来越多的研究表明,这种新粒子确实不是π介子,而更像是放大版的电子。
于是,新粒子被更名为“μ子”。
虽然没有发现π介子,但μ子的发现依然让物理学家们非常兴奋。
因为这证实了布鲁斯教授的粒子物理学猜想。
宇宙中的基本粒子远远不止几种!
μ子就是最好的证明!
布鲁斯教授又一次引领了时代!
物理学界按照李奇维的划分法,将μ子归为轻子。
但很快,随着研究的深入,有人发现了一个新的问题:
“μ子和中子一样,同样会发生衰变。”
“虽然目前还不清楚它的衰变机理和衰变产物,但是可知其半衰期为2.2微秒。”
“如此就会带来一个问题。”
“μ子产生在5km左右的大气层中,其静止寿命只有2.2微秒,按照计算,它的运动路程只有0.66km。”
“但是我们却在地面上检测到了μ子。”
“按理来说,μ子根本没有机会达到地面,就会提前衰变成其它粒子了。”
哗!
问题一出,顿时困扰了所有物理学家。
这有点不合常理啊。
哪怕是安德森这个μ子发现者也无法解释这个问题。
他是在高空中发现的μ子,当时根本没有考虑过这个问题。
这时,他才明白,布鲁斯教授为何要单独提出粒子物理学了。
粒子有很多未知的秘密。
就在所有人一筹莫展的时候,李奇维出手了!
他表示:
“μ子的速度无限接近光速,根据狭义相对论的时间膨胀效应,它的寿命在地球上的研究者看来是延长的。”
“即:5km的距离,在我们看来,μ子可能需要30微秒才能到达,这超过了它的寿命。”
“但是在μ子自己的时空体系里,它走过5km的距离并不需要30微秒,可能只需要1微秒。”
“因此,我们能够在地面上检测到这种粒子。”
哗!
李奇维的解释顿时震撼了所有人。
没想到,μ子衰变问题竟然还变相证明了狭义相对论的正确性。
这太不可思议了!
粒子物理学和相对论也产生了联系!
真实历史上,μ子还有很多奇特的性质。
比如在后世,物理学家发现,μ子有一种“摆动”的性质,但是它的摆动超过了理论的预测。
因此,有人认为,μ子可能和一种全新的力有关。
那个神秘的力在影响着μ子。
宇宙创造了3套质量不同的轻子,或许有着特殊的目的。
总之,μ子的发现和其寿命问题,大大推进了粒子物理学的研究。
很多理论和实验大佬,都开始深入研究这个方向。
这是继超铀元素之后,又一个火热的领域。
而李承道则是空欢喜一场。
他拉着赵忠尧的手说道:
“哥,你相信我,π介子肯定存在!”
“说不定μ子就是π介子衰变而来的。”
赵忠尧表示一定全力以赴。
就在物理学界一片热火朝天时,李奇维却再次来到了生物研究所。
青霉素出世了!
(本章完)