第十一部分

1933年,日本物理學家湯川秀樹了解到一些權威人士在核力研究方麵也和自己一樣遭到了失敗,說明他們也走入了歧路,必須從原來設想中跳出來,換一個全新的角度來考慮問題。

經過反複研究,湯川秀樹得到了一個新的結論:自然界中應該有一批比電子重200倍的粒子,它也可以帶電,也可以不帶電,正是這種粒子形成了核力。由於它的質量介於電子和質子之間,所以稱為“介子”。他預言宇宙射線中應該可以發現介子。

1935年,湯川秀樹在日本發表了一篇劃時代的論文,宣布了自己新的見解,這就是後來大名鼎鼎的介子理論。1947年,英國科學家在研究宇宙射線時發現了湯川秀樹預言的新粒子,命名為π介子。湯川秀樹的理論得到了證實,他也因此獲得了1949年諾貝爾物理學獎。

意外的發現

1935年,英國物理學家沃森·瓦特接受了上級布置的製造“死光”的任務。所謂“死光”就是指波長很短但能致人於死地的電磁波。

當時,正處在第二次世界大戰前夕,如果能用死光來消滅遠距離的敵人或擊斃敵方飛機上的飛行員的話,肯定在未來戰爭中會發揮重要的作用。

沃森·瓦特經過反複的實驗之後,發現了要製造死光是不可能的。但在觀察中他偶然發現,用電磁波的反射特性來探測遠距離的飛機是完全可能的。他根據這個設想,繼續進行研究和實驗,終於發明了最早的雷達。在第二次世界大戰中,雷達發揮了重要的作用。

原子反應堆

1939年1月,著名物理學家費米獲悉德國物理學家哈恩發現了鈾核裂變現象,深受鼓舞。他想:“用中子轟擊鈾核,鈾核會分裂成兩個大致相等的部分。如果鈾核每次裂變放出一個以上中子,釋放出的中子又將引起下一次裂變。這就有可能發生鏈式反應,釋放出令人難以置信的巨大能量。”

費米采用當時非常先進的回旋加速器,證實了鏈式反應完全可行。費米高興地說:“一旦能夠人為地控製鈾核裂變的速度,使鏈式反應自動持續下去,它將在極短時間內釋放出巨大的能量,人類將找到一種全新的能源!”隻是中子釋放速度太快,很難被鈾核“俘獲”,必須先找到一種減速劑,從而導致下一次核裂變。費米經過實驗終於找到了理想的減速劑——純石墨。

費米帶領一批物理學家很快用石墨製成了特殊的磚塊,砌起一個龐然大物,又在石墨中放入鈾和控製棒。僅半個月時間,世界上第一座原子反應堆就建成了。

一把紙屑測當量

1945年7月16日5點29分45秒,人類曆史上第一顆原子彈“瘦子”在美國新墨西哥州離阿拉莫戈多96千米遠的特裏尼蒂荒漠爆炸成功。

在10千米以外的掩體裏,作為研究者之一的美籍意大利物理學家費米仍在做著實驗。當衝擊波到來時,他把手中事先準備的碎片向空中撒去。衝擊波把一些碎紙片吹出好遠,費米跟蹤著它們,好像忘掉了一切……

原來,費米事先已經練習過,並測量了自己跑一步的距離和所用的時間。這樣,當他記下自己跟隨碎紙片奔跑的步數,就得到了紙片飛行的距離和時間,從而估算出紙片飛行速度,進而由事前研究得到的速度與爆炸當量的關係,估算出原子彈爆炸的當量。

費米用這種方法估算出的爆炸當量為15 000~20 000噸TNT當量,同儀表上記錄的數值20 000噸TNT當量非常接近。

氣墊船的誕生