费米的中子实验

费米(EnricoFermi,1901—1954)是意大利物理学家,1926 年时只有25 岁,就当上了罗马大学理论物理学教授。1927 年曾提出一种统计理论

(即费米−狄拉克统计),在微观世界有广泛运用,是核物理学的理论基础之一。1933 年,费米提出β衰变理论。在国际上享有很高声望,国内成了意大利振兴物理学的中坚人物。由于他的努力,罗马在 30 年代成了世界上又一个物理学研究中心。

1934 年约里奥−居里发现人工放射性的消息传到罗马,使费米想到

用中子作为入射粒子要比α粒子有效得多。这个想法实际上早在 1920 年卢瑟福就提出过。费米预计到,困难在于中子不会自发地由物质发射出来,还要靠α粒子轰击某些元素。例如铍,这个过程只有十万分之一的几率,即十万个α粒子才能激发一个中子。这样低的效率,当然很难保证一定成功。正好这时费米的理论工作有一段空闲,他决心亲自试试。因为只有实践才能取得第一手资料。

费米周围有一批合作者,例如:西格雷(E.Segrè)、阿玛尔迪(E.Amaldi)、拉塞第(F.Rasetti),后来还有达哥斯廷诺(O.D' Agostino)。他们大多是实验家。费米在他们的协助下,且镭射气和铍作为中子源,按着周期表的顺序依次轰击各种元素。他的目的显然是要检测中子作入射粒子的有效性,以及在中子轰击下产生放射性的可能性。1934 年 3 月 25 日寄出了第一篇通信,报导在轻元素中获得了人工放射性,其中包括氟和铝。

费米小组继续进行实验,他们用中子辐照了 68 种元素,其中有 47 种产生了新的放射性产物。

费米原来想尽快结束实验,以便继续他的理论工作。那里知道竟出现了意想不到的事情,使费米小组作出了更大的发现。