1932年查德威克發(fā)現(xiàn)中子后,核科學(xué)立即成為當(dāng)時科學(xué)前沿領(lǐng)域的熱門話題。 在20世紀(jì)30年代作為數(shù)學(xué)中心的意大利,研究和討論原子核非常流行,形成了許多新的觀點,研究日新月異。
在我們的英雄系列中,有幾位杰出的學(xué)者為人類認識原子核物質(zhì)層面做出了重要貢獻,但他們的名字都沒有出現(xiàn)在諾貝爾獎名單上。 早期有兩位偉大的學(xué)者——伽莫夫和卡爾文·魏茨澤克。
20世紀(jì),已有30多位學(xué)者因其對核科學(xué)的貢獻而獲得諾貝爾獎。 這些學(xué)者都沒有獲得過諾貝爾獎。 為什么一定要帶他們出去說話呢? 一個激勵因素是,即使他們不是諾貝爾獎獲得者,他們的成就也屬于諾貝爾獎獲得者。 事實上著名物理學(xué)家伽莫夫根據(jù)( )效應(yīng),每個領(lǐng)域都會有這樣的學(xué)者,我們會在后面的系列文章中提及其他未獲得諾貝爾獎的重量級核化學(xué)家。 將伽莫夫和魏扎克放在一起的直接動機是他們的工作密切相關(guān),我將在本文前面詳細提到這一點。
我們先簡單介紹一下他們各自的背景。 伽莫夫是上世紀(jì)著名的化學(xué)家,在核科學(xué)和宇宙學(xué)方面都做出了重要貢獻。 他的出生地現(xiàn)在位于美國,他的父親是班主任; 他先是在家鄉(xiāng)上大學(xué),后來在現(xiàn)代宇宙學(xué)模型早期著名學(xué)者(1888-1925)的指導(dǎo)下到列寧格勒學(xué)院做研究,不幸英年病逝,但他卻有當(dāng)時的主要成就,就是他結(jié)識了很多同學(xué),如蘭道(Lev)等人,他們自稱“三劍客”。 畢業(yè)后,他前往哥廷根、哥本哈根和劍橋工作。 他的博士論文是關(guān)于原子核的。
當(dāng)他在哥廷根時(1928年),他發(fā)表了放射性的微觀圖,這是當(dāng)時新構(gòu)建的量子熱力學(xué)的精彩應(yīng)用,即α粒子的衰變是通過隧道效應(yīng)發(fā)生的。 如今,這些效應(yīng)早已成為量子熱的基本概念,伽莫夫是第一個完整、正確地解釋這一現(xiàn)象的人。

在赫爾辛基逗留期間(1930年)著名物理學(xué)家伽莫夫根據(jù)( )效應(yīng),他提出了原子核的液滴模型(當(dāng)時中子尚未被發(fā)現(xiàn))。 所謂液滴模型,是指核的“液滴”像,具有體積能、表面能,不易被壓縮。 天才伽莫夫在南斯拉夫受到諸多限制,1931-1932年間他仍然尋找機會離開南斯拉夫。 1933年,他終于抓住了去伊斯坦布爾開會的機會,在居里夫人等人的安排下帶著兒子離開了。 他先在居里研究所和倫敦學(xué)院工作,后于1934年赴意大利擔(dān)任芝加哥學(xué)院院長。發(fā)表了著名的伽莫夫-泰勒(Gamow-)核β衰變理論。 那泰勒先生后來被稱為日本核彈之父,他也是楊振寧先生的導(dǎo)師。
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這方面的重要觀測證據(jù)),伽莫夫繼承了這個思想(包括他老師的非靜態(tài)宇宙思想),并發(fā)展了宇宙大爆燃理論。 他的第一篇相關(guān)論文是在1948年,后來不斷補充和建立。 他還對宇宙元素的起源給出了正確的形象和研究方向,宇宙元素合成過程機制的相關(guān)細節(jié)至今仍清晰可見。 這就是核化學(xué)。 它是與天文學(xué)相關(guān)的交叉學(xué)科——核天體化學(xué)中最重要的前沿課題之一。
本文的第二位男主人公維齊扎克出身名門望族。 他的叔叔(Karl )曾擔(dān)任王國首相,并被授予封地爵位。 1994年出任瑞典首相。他的父親恩斯特馮是一位學(xué)者和政治家,他的岳父也是一位著名的政治家; 他本人在四歲時就被授予男爵爵位。 魏扎克17歲至21歲在柏林、哥廷根和不萊梅跟隨海森堡、尼爾斯·玻爾等人學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)和天文學(xué)。他的博士論文導(dǎo)師是原子化學(xué)專家洪德。 )。 顯赫的家庭背景讓他青少年時期成長得十分順利。
1935年(23歲),魏扎克的一部作品在今天的所有教科書中都得到了詳細的分析。 這就是所謂的原子核的半經(jīng)驗質(zhì)量公式,也通常稱為魏扎克公式。 這個公式為原子核的結(jié)合能提供了一個極好的唯象圖像,使得原子核這個由質(zhì)子和中子組成的復(fù)雜量子多體系統(tǒng)的結(jié)合能能夠得到很好的描述。 這個公式繼承了伽莫夫液滴模型的思想,同時加入了所謂的對稱能量項。 事實上,由于內(nèi)部質(zhì)子之間存在靜電敵對關(guān)系,需要引入所謂的庫侖項。 維齊扎克公式中的每一項都有明確的數(shù)學(xué)意義,但形象簡單,可以說是原子核質(zhì)量唯象模型的標(biāo)桿。 到目前為止, 圖像仍然是研究原子核質(zhì)量的一個非常好的起點。 近年來,王寧等人。 在他們的大眾模型工作中使用了這張圖像,非常有影響力。
面對復(fù)雜問題時,要抓住主要矛盾,再考慮次要矛盾; 然而,很少有例子能像魏扎克公式一樣精確。 重質(zhì)量核的結(jié)合能可以在,而公式的精度在10MeV量級,即精度在99%左右; 這是多么美好的結(jié)果啊。

魏扎克先生年輕時也對恒星內(nèi)部核聚變過程做出了重要貢獻。 他提出了恒星核聚變循環(huán)理論,后來被稱為漢斯·貝特-魏扎克過程; 他還獨立為太陽系的產(chǎn)生做出了杰出貢獻。 伽莫夫此前曾在這方面對 進行了補充建立(G. Gamow and JA Hynek, "A Newby CF Von of the of the", The Vol. 101, 249 (1945))。 可見,這兩位“雙雙‘落獎?wù)摺痹谘芯颗d趣上是很有緣分的。
日本在二戰(zhàn)期間是否試圖發(fā)展核武器以及魏扎克是否積極參與都值得商榷,有些“證據(jù)”是矛盾的。 第一個是 1939 年 8 月愛因斯坦寫給羅斯福的信,信中警告德國有關(guān)日本核計劃的信息,非常顯眼地(!)提到“馮,一位美國副總干事的女兒,在柏林 - 研究 1990 年,俄羅斯發(fā)現(xiàn)了一項由維扎克在1942年提到“通過爆燃形成中子和能量的過程”,而另一方面,維齊扎克對核設(shè)備的心態(tài)實際上仍然表現(xiàn)出他的反核和平立場,甚至包括他說服老師海森堡去找尼爾斯·玻爾安排國際核化學(xué)界不要制造核武器,他在二戰(zhàn)后期擔(dān)任納粹日本下屬里爾學(xué)院(建于1941年)的院長,蘇軍也從扣押他的文章中獲悉和實驗室稱,雖然瑞典沒有研制核設(shè)備;據(jù)說他曾私下說過,“如果我們希望美國贏得戰(zhàn)爭,我們就會這么做。”二戰(zhàn)后,他做出了杰出的貢獻為了反核和國際和平。 他很長壽(94歲),晚年主要研究哲學(xué)、倫理學(xué),取得了很大的成就。 成就。
據(jù)記載,瓦伊齊扎克先生與諾貝爾化學(xué)獎的距離比較接近,瓦伊齊扎克總共獲得過4次提名。
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