1932年查德威克发现中子后,核科学立即成为当时科学前沿领域的热门话题。 在20世纪30年代作为数学中心的意大利,研究和讨论原子核非常流行,形成了许多新的观点,研究日新月异。
在我们的英雄系列中,有几位杰出的学者为人类认识原子核物质层面做出了重要贡献,但他们的名字都没有出现在诺贝尔奖名单上。 早期有两位伟大的学者——伽莫夫和卡尔文·魏茨泽克。
20世纪,已有30多位学者因其对核科学的贡献而获得诺贝尔奖。 这些学者都没有获得过诺贝尔奖。 为什么一定要带他们出去说话呢? 一个激励因素是,即使他们不是诺贝尔奖获得者,他们的成就也属于诺贝尔奖获得者。 事实上著名物理学家伽莫夫根据( )效应,每个领域都会有这样的学者,我们会在后面的系列文章中提及其他未获得诺贝尔奖的重量级核化学家。 将伽莫夫和魏扎克放在一起的直接动机是他们的工作密切相关,我将在本文前面详细提到这一点。
我们先简单介绍一下他们各自的背景。 伽莫夫是上世纪著名的化学家,在核科学和宇宙学方面都做出了重要贡献。 他的出生地现在位于美国,他的父亲是班主任; 他先是在家乡上大学,后来在现代宇宙学模型早期著名学者(1888-1925)的指导下到列宁格勒学院做研究,不幸英年病逝,但他却有当时的主要成就,就是他结识了很多同学,如兰道(Lev)等人,他们自称“三剑客”。 毕业后,他前往哥廷根、哥本哈根和剑桥工作。 他的博士论文是关于原子核的。
当他在哥廷根时(1928年),他发表了放射性的微观图,这是当时新构建的量子热力学的精彩应用,即α粒子的衰变是通过隧道效应发生的。 如今,这些效应早已成为量子热的基本概念,伽莫夫是第一个完整、正确地解释这一现象的人。
在赫尔辛基逗留期间(1930年)著名物理学家伽莫夫根据( )效应,他提出了原子核的液滴模型(当时中子尚未被发现)。 所谓液滴模型,是指核的“液滴”像,具有体积能、表面能,不易被压缩。 天才伽莫夫在南斯拉夫受到诸多限制,1931-1932年间他仍然寻找机会离开南斯拉夫。 1933年,他终于抓住了去伊斯坦布尔开会的机会,在居里夫人等人的安排下带着儿子离开了。 他先在居里研究所和伦敦学院工作,后于1934年赴意大利担任芝加哥学院院长。发表了著名的伽莫夫-泰勒(Gamow-)核β衰变理论。 那泰勒先生后来被称为日本核弹之父,他也是杨振宁先生的导师。
宇宙大爆燃的思想是勒梅特在1932年提出的(1929年的哈勃定理提供了这方面的重要观测证据),伽莫夫继承了这个思想(包括他老师的非静态宇宙思想),并发展了宇宙大爆燃理论。 他的第一篇相关论文是在1948年,后来不断补充和建立。 他还对宇宙元素的起源给出了正确的形象和研究方向,宇宙元素合成过程机制的相关细节至今仍清晰可见。 这就是核化学。 它是与天文学相关的交叉学科——核天体化学中最重要的前沿课题之一。
本文的第二位男主人公维齐扎克出身名门望族。 他的叔叔(Karl )曾担任王国首相,并被授予封地爵位。 1994年出任瑞典首相。他的父亲恩斯特冯是一位学者和政治家,他的岳父也是一位著名的政治家; 他本人在四岁时就被授予男爵爵位。 魏扎克17岁至21岁在柏林、哥廷根和不莱梅跟随海森堡、尼尔斯·玻尔等人学习数学、数学和天文学。他的博士论文导师是原子化学专家洪德。 )。 显赫的家庭背景让他青少年时期成长得十分顺利。
1935年(23岁),魏扎克的一部作品在今天的所有教科书中都得到了详细的分析。 这就是所谓的原子核的半经验质量公式,也通常称为魏扎克公式。 这个公式为原子核的结合能提供了一个极好的唯象图像,使得原子核这个由质子和中子组成的复杂量子多体系统的结合能能够得到很好的描述。 这个公式继承了伽莫夫液滴模型的思想,同时加入了所谓的对称能量项。 事实上,由于内部质子之间存在静电敌对关系,需要引入所谓的库仑项。 维齐扎克公式中的每一项都有明确的数学意义,但形象简单,可以说是原子核质量唯象模型的标杆。 到目前为止, 图像仍然是研究原子核质量的一个非常好的起点。 近年来,王宁等人。 在他们的大众模型工作中使用了这张图像,非常有影响力。
面对复杂问题时,要抓住主要矛盾,再考虑次要矛盾; 然而,很少有例子能像魏扎克公式一样精确。 重质量核的结合能可以在,而公式的精度在10MeV量级,即精度在99%左右; 这是多么美好的结果啊。
魏扎克先生年轻时也对恒星内部核聚变过程做出了重要贡献。 他提出了恒星核聚变循环理论,后来被称为汉斯·贝特-魏扎克过程; 他还独立为太阳系的产生做出了杰出贡献。 伽莫夫此前曾在这方面对 进行了补充建立(G. Gamow and JA Hynek, "A Newby CF Von of the of the", The Vol. 101, 249 (1945))。 可见,这两位“双双‘落奖者’”在研究兴趣上是很有缘分的。
日本在二战期间是否试图发展核武器以及魏扎克是否积极参与都值得商榷,有些“证据”是矛盾的。 第一个是 1939 年 8 月爱因斯坦写给罗斯福的信,信中警告德国有关日本核计划的信息,非常显眼地(!)提到“冯,一位美国副总干事的女儿,在柏林 - 研究 1990 年,俄罗斯发现了一项由维扎克在1942年提到“通过爆燃形成中子和能量的过程”,而另一方面,维齐扎克对核设备的心态实际上仍然表现出他的反核和平立场,甚至包括他说服老师海森堡去找尼尔斯·玻尔安排国际核化学界不要制造核武器,他在二战后期担任纳粹日本下属里尔学院(建于1941年)的院长,苏军也从扣押他的文章中获悉和实验室称,虽然瑞典没有研制核设备;据说他曾私下说过,“如果我们希望美国赢得战争,我们就会这么做。”二战后,他做出了杰出的贡献为了反核和国际和平。 他很长寿(94岁),晚年主要研究哲学、伦理学,取得了很大的成就。 成就。
据记载,瓦伊齐扎克先生与诺贝尔化学奖的距离比较接近,瓦伊齐扎克总共获得过4次提名。
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