第350章 89氘氘反應的產物

  在愛丁頓殷切期盼的目光注視下，明明已經知道了具體結果的陳慕武，還是裝模作樣地拿出了尺子和紙筆，認認真真地測量並記下數據，然後在草稿紙上認真演算了起來。

  基本上都是簡單的四則運算，對陳慕武這個做題家來說沒什麽難度。

  他手上的動作是筆走龍蛇，臉上的表情卻強裝出十分痛苦。

  這讓站在身邊觀察陳慕武和紙上情況的愛丁頓摸不定主意，只能在心中祈禱著自己和陳博士的努力不要徒勞無功，希望能獲得一些正向的結果。

  三一學院的男仆早就端來了準備好了的茶水、咖啡和包含有麵包、培根和煎蛋的早餐，但兩個人一個在努力計算，一個在努力看別人計算，誰也沒動這兩份早餐，任憑裡面的熱飲的漸漸降到和室溫相同，停止熱交換。

  半晌之後，陳慕武終於放下了手裡的筆，皺著眉毛抬起了腦袋。

  “愛丁頓教授，恐怕我們還要再回去一趟。”

  聽到這句話之後，愛丁頓頓時變得焦急起來：“怎麽了，陳？是這幾張照相底片裡沒有找到你想要的東西，所以必須要回去翻看其他的照片嗎？但是我找到的那些軌跡又代表著什麽？裡面一個阿爾法粒子都沒有嗎？”

  “別急，教授，我不是那個意思。”

  陳慕武又把那幾張照相底片，沿著辦公桌的桌面推回了愛丁頓的面前。

  他一邊伸出手指指點著底片上的其中幾條軌跡，一邊繼續向對面的暴躁紳士解釋道：

  “不是沒有找到，而是找到的新產生的粒子有些過於多了。

  “教授您看這一條，明顯就是一個質子。

  “它可能是氯化銨晶體靶子上的一個氫原子，被加速過後撞在靶子上的氘原子核給從氯化銨中撞了出來；
  “當然也有可能是氘原子核撞擊到了其他原子上面，把這個質子從某個不知道是什麽的原子Ｘ裡面撞了出來。

  “——就像是幾年前布萊克特先生做的那個實驗一樣，他當時是用阿爾法粒子轟擊氮原子，兩個粒子融合變成了新的氧－17原子核，又從裡面發射出了一枚質子。

  “我們這個實驗雖然沒有阿爾法粒子，可還有被加速過的氘原子核，而氯化銨晶體中也有氮原子，說不定這兩種粒子也能發生核反應，把裡面的質子給打出來。

  “……”

  “有沒有另外一種可能？”

  一直跟著陳慕武的解釋一起思考的愛丁頓，打斷了他接下來還沒來得及說出口的話。

  “那就是被加速過的氘原子核一開始先是撞擊到了氯化銨中的氘原子，這兩顆粒子結合到了一起，變成了一顆阿爾法粒子；

  “然後這顆阿爾法粒子又和氯化銨中的氮原子發生反應，就像你說的那樣，結合而成了一顆氧－17，並向外釋放出一顆質子。

  “而反應第一步當中的阿爾法粒子，它的本質就是一顆氦－4原子核。

  “那這豈不是證明，兩顆氘原子確實能夠發生核聚變，產生一個氦。

  “這個反應前後的質量虧損，能夠根據質能方程轉換成大量的能量——陳，我們成功地破解了太陽源源不斷向外功能的奧秘！”

  愛丁頓越說越激動，越激動越說，到最後恨不得直接燃了起來。

  陳慕武一開始根本就沒想這麽多，他先是從雲霧室的照相底片中指出質子，是為了在後續用質子做對比，來告訴愛丁頓新發現的那兩種粒子，其質量應該是質子多少倍，所帶的電荷量又應該是質子多少倍。

  而且他也知道這枚質子的來源，是氘和氘發生核聚變的副產物，生成一個氚的同時，也產生一個質子，
  Ｄ＋Ｄ→Ｔ＋ｐ。

  他沒有想到，愛丁頓居然能別出心裁地認為是先生成了中間產物阿爾法粒子，然後通過與氮原子核的核嬗變產生了這枚質子。

  陳慕武一時語塞，大腦飛速運轉了幾秒以後，才勉強給出了自己的答案：“可是，教授，我並沒有從這些照相底片當中，發現哪怕一個氧－17原子核的蹤跡。”

  “那我們就去實驗室裡剩余的那些底片裡找找看，看有沒有這個氧－17，一旦發現，不就可以確定太陽當中的能量來源了嗎！”

  愛丁頓有些迫不及待。

  著急的同時，他的腦子仍然保持著清醒：

  “還有一種情況，假如雲霧室裡沒有出現氧－17，那也有可能因為體積太大，而被卡在了晶格裡面，沒能夠被轟擊出來。

  “——到那個時候，我們就要想想其他辦法，看怎麽去檢驗氯化銨中摻雜的氧－17了。”

  愛丁頓似乎分析得頭頭是道，而且看他的眼神，好像是在暗示陳慕武別愣神，趕快和他一起去實驗室裡看剩下的照相底片。

  陳慕武只能盡力安撫他：“教授，先別急，容我先把手頭的這幾張照片分析完，我們再去實驗室裡看其他的也不遲。”

  “我們不是已經找到質子了嗎，還要分析什麽？”

  “您請看這裡，”

  陳慕武的手指又指向了照片上的另外一條軌跡：
  “用剛剛發現的質子作參考，這條軌跡經過我剛剛的簡單計算，他的帶電量應該和質子的帶電量相同，而質量在質子的三倍左右。

  “還有這裡的另外一條，它的帶電量應該是質子的兩倍，而質量同樣為質子的三倍左右。

  “這應該是兩種不同的粒子，除了前面那個質子以外，也都是在轟擊碰撞反應以後，出現的新粒子。”

  陳慕武這次指出來的分別是氚原子核，還有氦－3原子核。

  也就是他在裝模作樣計算之前，接過底片後一眼就認出來的那兩種粒子。

  “質量為質子的三倍？陳，你沒有計算錯吧？”

  愛丁頓可不像陳慕武這樣擁有著上帝視角，相對原子質量為3的新粒子的出現，讓他感到有些困惑。

  而且還是一個帶一個正電荷，另一個帶兩個正電荷。

  “當然沒算錯，因為我還在底片上找到了最初始的沒有發生碰撞的氘原子核，喏，它在這裡。”
    陳慕武的手指又指向了另外一處，“這個粒子的電荷量和質子還有第一種粒子也相同，而質量在質子的兩倍左右。

  “這三種帶電量相同，質量比為一比二比三的三種粒子，認為它們質子，氘核和一種未知粒子，便是當前最合理的一種解釋。”

  “那伱說這種新的未知粒子應該是什麽？”

  陳慕武的話語果然引誘著愛丁頓自然而然地提出來了這個問題。

  “相對原子質量為3，所帶的電荷量為一個正電荷，我覺得這是一種氫原子的新的同位素。

  “如果說氘當初剛被發現的時候被叫做重氫，那麽按照這個命名方式，這種新的同位素應該可以被稱作超重氫。

  “至於應該如何拉丁語將其命名，我不太會拉丁語，所以就不給他取名字了。”

  “一種新的氫同位素？”

  做實驗之前，愛丁頓隻想找到的是兩個氘原子核聚合而成的氮，沒想到居然還有意外之喜。

  “那麽這個超重氫是從何而來？

  “是因為氘核轟擊到了氯化銨晶體裡面的氫原子，然後發生了相關的聚變反應嗎？
  “一個氘核加一個氫核再加一個電子，產生了一種帶電量為1，相對原子質量為3的新原子核？
  “這個超重氫的精確質量有沒有辦法能夠測量？

  “反應前後時的總質量究竟是增加還是虧損的？”

  他在此基礎上一口氣提出了一連串的問題。

  “這個……我就不太清楚了。”

  其實內心裡比誰都清楚的陳慕武開始揣著明白裝糊塗。

  “您說是不是氘核和氫原子發生了聚變反應，我們可以再設計另一個實驗對比一下，就比如說在粒子加速器上仍然使用我們昨天製作出來的那塊含有氘原子核的氯化銨晶體吧，然後把粒子源中的氣體從氘氣換成氫氣，用被加速過的質子轟擊靶子，看它能否和靶子裡的氘原子發生聚變反應。

  “如果那個反應裡面也出現了這個超重氫的原子核，那就說明它們確實發生了聚變反應。

  “但具體這個超重氫原子的精確原子質量為多少，術業有專攻，我們還是要把這項工作交給卡文迪許實驗室中測量精確原子質量最準的人，阿斯頓教授。”

  用加速過的高能質子去轟擊含有氘原子的氯化銨晶體，這個實驗也是必須要做的。

  只要在實驗的雲霧室照片中找不到“超重氫”氚的軌跡，就能說明氘原子和氫原子的聚變反應不會產生氚核。

  但是這個反過來的實驗會產生那個帶兩個正電荷，相對原子質量為3的另外一種粒子，也就是氦－3原子核。

  到時候再做一個用加速過的氘原子核去轟擊不帶氘原子的純氯化銨NHCl，依然能夠得到氦－3核，就能夠完全證明這一點了。

  “陳，你說的有道理，那就要辛苦你再去粒子加速器那裡多做一個實驗了。吃過早飯，我們就出發吧！”

  “不著急，不著急，”話說太多的陳慕武，端起茶杯啜了一口涼茶，“讓我先把這第二種新粒子分析完。帶電量為＋2，相對原子質量為3，愛丁頓教授，你覺得這個粒子是什麽？”

  “是，是氦－3？”

  剛剛說到的同位素，讓愛丁頓的思路打開了一些，可他仍舊有些不太確定。

  “我也覺得是氦－3，您覺得它又是從何而來呢？”

  按照愛丁頓最一開始的思路，質量為2，帶電量為＋1的兩個氘核發生聚變，會產生質量為4，帶電量為＋2的氦－4核，也就是阿爾法粒子。

  如果以此類推的話，質量為2，帶電量為＋1的氘核和質量為1，帶電量為＋1的質子發生聚變，產生的應該是質量為3，帶電量為＋2的氦－3核，而不是剛剛愛丁頓所設想中的質量為3，帶電量為＋1的超重氫核。

  愛丁頓有些心虛地提出來了自己的修改意見：“會不會……是一部分反應當中有電子參與，所以就變成了超重氫核，而另一部分反應裡面沒有電子參與，所以才變成了氦－3核呢？”

  盡最大努力好不容易憋住笑的陳慕武搖了搖頭：“我不知道，所以我們要繼續進行下一步的實驗才是。您覺得會發生什麽，是依然出現超重氫和氦－3核這兩種新粒子嗎？”

  “我覺得發生什麽不重要，實驗能做出什麽結果來，才是最重要的。先吃早飯吧，吃完我們就去做實驗。”

  時隔幾個小時以後，兩個人再次回到了有粒子加速器的那間實驗室。

  陳慕武依葫蘆畫瓢，把粒子源中的氘氣排空，再次充入一直以來都用的氫氣。

  他把昨天製造出來的氯化銨靶又重新回了相應的位置，然後依次啟動機器，開始一張接一張地拍攝用加速的質子轟擊含有氘原子的氯化銨靶的照片。

  估摸著底片的數量用了個差不多，陳慕武才又依次關好機器，然後帶著底片去暗房顯影，最後把洗好的一摞新的照相底片帶到了愛丁頓的面前。

  不過他這個舉動，只是宣告一下自己已經基本上做完了新的這個實驗。

  至於接下來在照相底片上尋找是否出現新的粒子這項工作，仍然只能讓陳慕武自己一個人來。

  雖然很焦急地等著實驗結果，但又怕打擾陳慕武的尋找進度，因而直到他放下來手中拿著的最後一張底片，愛丁頓才開口問道：“怎麽樣，怎麽樣，找到了嗎？是不是同樣會出現超重氫原子核和氦－3核這兩種實驗產物？”

  “很遺憾，愛丁頓教授，我仔仔細細把這些底片都看了一遍，連每個邊邊角角都沒放棄，但只在其中找到了一種粒子而已。”

  “哪一種？”

  “氦－3，超重氫的原子核在我們這個實驗裡面消失不見，造成這一現象的原因，我覺得生成超重氫和生成氦－3的是兩個反應，而不是是否有電子參與在其中。

  “更大的可能是超重氫不是由氘和氫聚變產生，而是從氘和氘的反應中產生的新物質。

  “因為這前後兩個反應對比的話，只有氘－氘的反應沒有發生。”

  (本章完)