物理学史中的八月 1969年8月9日:发现π介子开启粒子世界新大门的鲍威尔辞世

正1932年,英国物理学家查德威克(James Chadwick,1935年诺贝尔物理奖)宣布发现了中子,除了将当时所知的基本粒子由三个(光子、电子、质子)增加为四个之外,物理学家也马上确认原子核是由质子和中子所组成。但新的问题出现了,是什么样的作用力可以让质子和中子们相互拉扯,住在原子核那么小的空间中?要构成原子核这样的强固结合体,万有引力和电磁力都嫌太微弱了。     

邮票上的物理学史（49）——核裂变

发现核裂变的故事应当接着发现中子往下讲 .在发现中子之前 ,用得最多的轰击原子核的炮弹是α粒子 .例如 ,历史上的第一个人工核蜕变就是卢瑟福用钋源发出的α射线轰击氮核 ,把它嬗变成氧原子 .约里奥-居里夫妇用钋源α射线轰击各种原子核 ,轰击铍发现了中子 ,轰击铝发现了人工放射性 ,但对Ｚ >2 0的原子核 ,α粒子轰击却不能引起核反应 .这是因为 ,原子核的正电荷的推斥力使α粒子不能进入原子核 .发现中子后 ,1 93 4年 ,意大利物理学家费米 (邮票见下节 )和他的研究集体试着用中子而不是α粒子来轰击原子核以产生人工放射现象 .费米认为 ,…     

快中子治癌

 原子核物理学和放射医学历来有着密切的关系.X射线的发现,奠定了放射治疗学的基础.随着中子的发现,又开辟了中子放射生物学和中子放疗学的研究和应用.早在伦琴发现X射线不久,1869年美国芝加哥Hahneman医学院的物理学家E.H.Grubbe首次声称治疗一例乳腺癌病人.不久经过另一些实验治疗,直到1922年放射治疗才被确认为一种控制恶性肿瘤有效的临床学科.     

东山再起的快中子治癌

 1920年,英国著名物理学家、核物理之父卢瑟福在研究原子核的过程中,提出了可能存在一种质量与质子相似但不带电的中性粒子的假设,这一预见为中子的发现敲响了第一声晨钟.1932年初.约里奥·居里夫妇在实验中拍摄到一张云室照片,随即发表在某刊物上,这张照片清楚不过地记录了中子从含氢蜡片中打出反冲质子的径迹.但是居里夫妇竟然和这位人们期待了十多年的来客擦肩而过,错误地解释为高能γ射线在氢核上的康普顿散射.一个多月后,卢瑟福的学生、英国物理学家查德威克应用能量守恒和动量守恒的概念,证实了打击反冲质子的并不是高能γ射线,而是一个质量非常接近于质子的中性粒子,并被命名为“中子”.为此,查德威克获得了1935年的诺贝尔物理学奖.     

物理学史中的九月

 1932年查德威克（James Chadwick）发现中子,确立原子核是由质子和中子组成后,物理学家认为基本粒子只有四种：光子、电子、质子和中子。第二次世界大战后,新粒子不断地在宇宙线和能量越建越高的新加速器中被发现,看似杂乱无章,令物理学家困惑不已,而出现了"粒子园"之词。盖尔曼（Murray Gell-Mann）经由对称性的考虑,提出夸克假设,得到实验证实,使得组成宇宙的基本粒子美丽、简单有序的景象得以呈现。     

1932年2月:查德威克关于中子的研究投稿到《自然》期刊

 在众多见证著名的1945年7月16日三一核试（注：史上第一次核试爆代称）的科学家中，有一位是谦虚的英国物理学家查德威克（J.Chadwick）。许多物理学家都对此惊人成就做出了贡献，这首先得提到查德威克于1932年发现了中子而使原子核分裂，以及使得核弹成为真正可能的前景。     

1929年9月5日:夸克模型建构者盖尔曼诞生

<正>1932年查德威克(James Chadwick)发现中子,确立原子核是由质子和中子组成后,物理学家认为基本粒子只有四种:光子、电子、质子和中子。第二次世界大战后,新粒子不断地在宇宙线和能量越建越高的新加速器中被发现,看似杂乱无章,令物理学家困惑不已,而出现了"粒子园"之词。盖尔曼(Murray Gell-Mann)经由对称性的考虑,提出夸克假设,得到实验证实,使得组成宇宙的基本粒子美丽、简单有序的景象得以呈现。     

中国散裂中子源简介

一、中子散射1932年,查德威克发现了中子,人们认识到原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。中子的发现及应用是20世纪最重要的科技成就之一。当一束中子入射到所研究的对象上时,与研究材料中的原子核或磁矩发生相互作用,被散射出来,通过测量散射出来的中子能量和动量的变化     

高能物理学面临的两大难题

 一、物质结构历史简述大家知道,物质结构的研究已从早先的原子层次深入到夸克和轻子这一新层次。１９１１年,卢瑟福实验证实了原子中原子核的存在并发现了质子,１９３２年查德威克的实验发现了中子．中子的发现开创了人类认识物质结构从原子核进到质子、中子这一层次．海森伯和伊凡宁柯立即提出了原子核由质子和中子组成的假说．不久,这一假说获得验证并得到了有关原子核的正确认识．原子是由原子核和绕核运动的电子组成的,而原子核由质子和中子通过强相互作用结合而成．这样,随着核物理的发展,人类对物质结构的认识进入到基本粒子这一层次,即认识到自然界万物是由质子、中子、电子这些基本粒子构成的．     

原子核是由什么组成的?——老问题新探索

 1932年查德威克发现了中子,海森堡和伊凡宁柯立即于同年提出了“原子核是由中子和质子组成的”这一重要假说,从而使原子核物理学在实验和理论两方面沿着正确的轨道蓬勃发展起来,迄今整整60年了.然而,从现代的观点来看,人们目前仍不能确切地回答:“原子核是由什么组成的?”原子核作为多核子系统从本世纪30年代起,人们就认识到原子核是由两类核子（中子和质子）通过强相互作用结合起来的多体系统.     

奇异核漫谈

 一八九六年放射性现象的发观,使人类第一次接收到来自原子核的信息.十五年以后,原子的有核模型出现了.到了一九三二年,发现了中子,这促使人们认识到原子核是由不带电的中子和带正电的质子所组成.在核物理与核化学中,把由一定数目的质子与中子组成的原子核称为一种核素.至今已发现的核素约有二千七百种,其中仅有二百八十种左右是稳定的,也就是说,人们没有发现它们通过放射性衰变而转化为另一种核素的现象.     

粒子物理学和核物理学的相互交叉

 自从1911年卢瑟福用α粒子作为炮弹轰击金属薄箔发现了原子核,核物理学发展为物理学的一个重要分支.进入20世纪50、60年代以后,由于高能加速器的迅速发展,人们对物质结构的认识又深入到更深层次,基本粒子的种类多达几百种,粒子物理学成为探索微观世界的最前沿的一个学科.粒子物理学的诞生和发展深受核物理学的影响,而粒子物理学的发展反过来又影响着核物理学的某些基本问题的研究.一、原子核的新自由度1932年查德威克发现了原子核内除了有质子外还有中子,接着海森堡提出了原子核是由质子和中子组成的,质子和中子一直是组成原子核的基本组成成份.原子核内的质子、中子结合很紧,那么是什么样的核力使它们聚集在一起.     

短寿命中子解决了氦丰度问题

几十年来,物理学家们就已明确知道,在原子核内的中子是稳定的,但单独存在的中子则要衰变为质子、电子和反中微子.然而,(1)由于中子衰变的半衰期比较长,实验用的中子束中只有很小一部分中子衰变了,而在测量中往往又容易遗漏掉一些衰变的中子;(2)物理工作者是用对所产生电子的计数来发现中子衰变数的,但由于这些电子具有很宽的能量范围,在实验中,极易漏数了能量上、下限附近的电子.这就使中子显得比实际情况更为稳定,导致得出较长的半衰期.1950年左右,所获得的第一个中子半衰期为 12.5 min.此后,实验逐步改进,目前公认的自由中子半衰期为10.4 …     

实验物理学家沙皮罗

Φ.刀.沙皮罗是前苏联著名实验物理学家。1915年4月6日生于维捷布斯克。1941年毕业于莫斯科大学,1945年至1958年在苏联科学院物理研究所工作。从1959年起,任杜布纳联合核研究所中子物理实验室副主任。从1967乍起,兼任莫斯科大学教授,1968年被选为苏联科学院通讯院士,1973年1月30日因病去世。 沙皮罗一生中专门从事中子物理方面的研究,取得了一系列极其重要的科研成果。 提出中子光谱法 沙皮罗在前苏联科学院物理研究昕原子核实验室工作期间,曾利用D+T反应的中子发生器作为中子源进行核物理方面的研究。1955年,他根据由他、拉扎列娃和法因贝格共同提出的理论,提出了一种在铅中慢化时间中子光谱测定法,这是一种研究原子核的有效方法。采用这种方法,他研究了辐射俘获截面,即入射粒子与原予核相互作用发生辐射俘获过程的截面。所谓辐射俘获过程,指的是原子核获得粒子并几乎同时放出γ射线的核反应过程。对于中子诱发的核反应     

最丰中子的双幻原子核:镍-78

<正>近期,两个实验组分别独立地确认了放射性原子核镍-78是双幻核,证实了原子核壳模型的预言。原子核镍-78,包含了28个质子和50个中子,由于具有较大的中子过剩,因而是检验壳模型的一个理想系统。早在1949年,Maria GoeppertMayer就指出:具有幻数(2,8,20,28,50,82,126)个质子或中子的原子核表现得更为稳定。这一思想促使了原子核壳模型的发展,也因此项工作,Mayer分享了1963年的诺贝尔物理学奖。类似于电子填充在原子轨道上,原子核壳模型的基本思想是质子和中子分别填充在原子核的单粒子轨道上。当原子核具有幻数个中子时,其外层轨道可被中子完全填     

封面说明

<正>汤川秀树(Hideki Yukawa,1907年1月23日—1981年9月8日)是日本理论物理学家,是第一位获得诺贝尔奖的日本人.1935年汤川秀树提出介子学说,以解释将质子和中子束缚在原子核中的强相互作用.与电磁相互作用可以看作是在荷电粒子之间交换光子类比,汤川秀树把原子核中的强相互作用设想为交换所谓U量子,后     

核电和物理学

20世纪三四十年代，原子物理学家们发现中子轰击铀原子核的裂变现象并首次实现可控裂变链式反应，把世界带进了原子能时代．半个世纪以来核电已达到全世界电力的16％．目前99％以上都是热中子反应堆核电站。在大规模发展核电的情况下，比如说百GWe,必须加快快中子增殖反应堆的发展和推广，方无核燃料匮乏之虞。     

中子发现历程背后的几位科学家

20世纪30年代,自由中子的发现是原子核物理学史上的一座里程碑,有着重要的时代意义和思政教学意义.在中子探测的发展历史中,涌现出了一大批自然科学家,他们对后来原子核的组成和核能的利用都做出了不可磨灭的功绩,文中以中子的发现历程为线索,重点摘取了几位突出的科学家对此的相关贡献.     

中、高能核物理的一些进展

自从1932年发现中子之后,人们确信原子核是由中子和质子组成的.在此基础上发展了一系列的模型理论.首先,尼尔斯·玻尔用液滴模型成功地解释了核密度的饱和性,随后发现了原子核的幻数现象,并由此建立了原子核的壳层结构模型.五十年代初期,奥格·玻尔又提出了描述原子核集体运动的综合模型,解释了一系列原子核的低激发态性质.六十年代以来,又发展了核多体方法的微观理论,在解释低能核物理现象方面,取得了相当的成功. 七十年代以后,随着实验精度的提高以及用高能粒子(或由此得到的次级粒子)轰击原子核的实验增多,这些新的高能核物理现象,给原子…     

超越原子核滴线

近来发现了几种新的重同位素,至少其中之一超出了中子滴线．在以核内的中子数为横坐标,以质子数为纵坐标的核素图上,在原子核的丰质子一侧和丰中子一侧,各有一条边界线,分别称为质子滴线和中子滴线,超出滴线外的原子核中的核子是不能束缚在一起的．然而,目前人们对核力的了解还不足以用理论准确计算出滴线的位置．这就需要通过实验来寻找可能存在的原子核．