89氘氘反应的产物

    在爱丁顿殷切期盼的目光注视下，明明已经知道了具体结果的陈慕武，还是装模作样地拿出了尺子和纸笔，认认真真地测量并记下数据，然后在草稿纸上认真演算了起来。

    基本上都是简单的四则运算，对陈慕武这个做题家来说没什么难度。

    他手上的动作是笔走龙蛇，脸上的表情却强装出十分痛苦。

    这让站在身边观察陈慕武和纸上情况的爱丁顿摸不定主意，只能在心中祈祷着自己和陈博士的努力不要徒劳无功，希望能获得一些正向的结果。

    三一学院的男仆早就端来了准备好了的茶水、咖啡和包含有面包、培根和煎蛋的早餐，但两个人一个在努力计算，一个在努力看别人计算，谁也没动这两份早餐，任凭里面的热饮的渐渐降到和室温相同，停止热交换。

    半晌之后，陈慕武终于放下了手里的笔，皱着眉毛抬起了脑袋。

    “爱丁顿教授，恐怕我们还要再回去一趟。”

    听到这句话之后，爱丁顿顿时变得焦急起来：“怎么了，陈？是这几张照相底片里没有找到你想要的东西，所以必须要回去翻看其他的照片吗？但是我找到的那些轨迹又代表着什么？里面一个阿尔法粒子都没有吗？”

    “别急，教授，我不是那个意思。”

    陈慕武又把那几张照相底片，沿着办公桌的桌面推回了爱丁顿的面前。

    他一边伸出手指指点着底片上的其中几条轨迹，一边继续向对面的暴躁绅士解释道：

    “不是没有找到，而是找到的新产生的粒子有些过于多了。

    “教授您看这一条，明显就是一个质子。

    “它可能是氯化铵晶体靶子上的一个氢原子，被加速过后撞在靶子上的氘原子核给从氯化铵中撞了出来；

    “当然也有可能是氘原子核撞击到了其他原子上面，把这个质子从某个不知道是什么的原子Ｘ里面撞了出来。

    “——就像是几年前布莱克特先生做的那个实验一样，他当时是用阿尔法粒子轰击氮原子，两个粒子融合变成了新的氧－17原子核，又从里面发射出了一枚质子。

    “我们这个实验虽然没有阿尔法粒子，可还有被加速过的氘原子核，而氯化铵晶体中也有氮原子，说不定这两种粒子也能发生核反应，把里面的质子给打出来。

    “……”

    “有没有另外一种可能？”

    一直跟着陈慕武的解释一起思考的爱丁顿，打断了他接下来还没来得及说出口的话。

    “那就是被加速过的氘原子核一开始先是撞击到了氯化铵中的氘原子，这两颗粒子结合到了一起，变成了一颗阿尔法粒子；

    “然后这颗阿尔法粒子又和氯化铵中的氮原子发生反应，就像你说的那样，结合而成了一颗氧－17，并向外释放出一颗质子。

    “而反应第一步当中的阿尔法粒子，它的本质就是一颗氦－4原子核。

    “那这岂不是证明，两颗氘原子确实能够发生核聚变，产生一个氦。

    “这个反应前后的质量亏损，能够根据质能方程转换成大量的能量——陈，我们成功地破解了太阳源源不断向外功能的奥秘！”

    爱丁顿越说越激动，越激动越说，到最后恨不得直接燃了起来。

    陈慕武一开始根本就没想这么多，他先是从云雾室的照相底片中指出质子，是为了在后续用质子做对比，来告诉爱丁顿新发现的那两种粒子，其质量应该是质子多少倍，所带的电荷量又应该是质子多少倍。

    而且他也知道这枚质子的来源，是氘和氘发生核聚变的副产物，生成一个氚的同时，也产生一个质子，

    Ｄ＋Ｄ→Ｔ＋ｐ。

    他没有想到，爱丁顿居然能别出心裁地认为是先生成了中间产物阿尔法粒子，然后通过与氮原子核的核嬗变产生了这枚质子。

    陈慕武一时语塞，大脑飞速运转了几秒以后，才勉强给出了自己的答案：“可是，教授，我并没有从这些照相底片当中，发现哪怕一个氧－17原子核的踪迹。”

    “那我们就去实验室里剩余的那些底片里找找看，看有没有这个氧－17，一旦发现，不就可以确定太阳当中的能量来源了吗！”

    爱丁顿有些迫不及待。

    着急的同时，他的脑子仍然保持着清醒：

    “还有一种情况，假如云雾室里没有出现氧－17，那也有可能因为体积太大，而被卡在了晶格里面，没能够被轰击出来。

    “——到那个时候，我们就要想想其他办法，看怎么去检验氯化铵中掺杂的氧－17了。”

    爱丁顿似乎分析得头头是道，而且看他的眼神，好像是在暗示陈慕武别愣神，赶快和他一起去实验室里看剩下的照相底片。

    陈慕武只能尽力安抚他：“教授，先别急，容我先把手头的这几张照片分析完，我们再去实验室里看其他的也不迟。”

    “我们不是已经找到质子了吗，还要分析什么？”

    “您请看这里，”

    陈慕武的手指又指向了照片上的另外一条轨迹：

    “用刚刚发现的质子作参考，这条轨迹经过我刚刚的简单计算，他的带电量应该和质子的带电量相同，而质量在质子的三倍左右。

    “还有这里的另外一条，它的带电量应该是质子的两倍，而质量同样为质子的三倍左右。

    “这应该是两种不同的粒子，除了前面那个质子以外，也都是在轰击碰撞反应以后，出现的新粒子。”

    陈慕武这次指出来的分别是氚原子核，还有氦－3原子核。

    也就是他在装模作样计算之前，接过底片后一眼就认出来的那两种粒子。

    “质量为质子的三倍？陈，你没有计算错吧？”

    爱丁顿可不像陈慕武这样拥有着上帝视角，相对原子质量为3的新粒子的出现，让他感到有些困惑。

    而且还是一个带一个正电荷，另一个带两个正电荷。

    “当然没算错，因为我还在底片上找到了最初始的没有发生碰撞的氘原子核，喏，它在这里。”

    陈慕武的手指又指向了另外一处，“这个粒子的电荷量和质子还有第一种粒子也相同，而质量在质子的两倍左右。

    “这三种带电量相同，质量比为一比二比三的三种粒子，认为它们质子，氘核和一种未知粒子，便是当前最合理的一种解释。”

    “那伱说这种新的未知粒子应该是什么？”

    陈慕武的话语果然引诱着爱丁顿自然而然地提出来了这个问题。

    “相对原子质量为3，所带的电荷量为一个正电荷，我觉得这是一种氢原子的新的同位素。

    “如果说氘当初刚被发现的时候被叫做重氢，那么按照这个命名方式，这种新的同位素应该可以被称作超重氢。

    “至于应该如何拉丁语将其命名，我不太会拉丁语，所以就不给他取名字了。”

    “一种新的氢同位素？”

    做实验之前，爱丁顿只想找到的是两个氘原子核聚合而成的氮，没想到居然还有意外之喜。

    “那么这个超重氢是从何而来？

    “是因为氘核轰击到了氯化铵晶体里面的氢原子，然后发生了相关的聚变反应吗？

    “一个氘核加一个氢核再加一个电子，产生了一种带电量为1，相对原子质量为3的新原子核？

    “这个超重氢的精确质量有没有办法能够测量？

    “反应前后时的总质量究竟是增加还是亏损的？”

    他在此基础上一口气提出了一连串的问题。

    “这个……我就不太清楚了。”

    其实内心里比谁都清楚的陈慕武开始揣着明白装糊涂。

    “您说是不是氘核和氢原子发生了聚变反应，我们可以再设计另一个实验对比一下，就比如说在粒子加速器上仍然使用我们昨天制作出来的那块含有氘原子核的氯化铵晶体吧，然后把粒子源中的气体从氘气换成氢气，用被加速过的质子轰击靶子，看它能否和靶子里的氘原子发生聚变反应。

    “如果那个反应里面也出现了这个超重氢的原子核，那就说明它们确实发生了聚变反应。

    “但具体这个超重氢原子的精确原子质量为多少，术业有专攻，我们还是要把这项工作交给卡文迪许实验室中测量精确原子质量最准的人，阿斯顿教授。”

    用加速过的高能质子去轰击含有氘原子的氯化铵晶体，这个实验也是必须要做的。

    只要在实验的云雾室照片中找不到“超重氢”氚的轨迹，就能说明氘原子和氢原子的聚变反应不会产生氚核。

    但是这个反过来的实验会产生那个带两个正电荷，相对原子质量为3的另外一种粒子，也就是氦－3原子核。

    到时候再做一个用加速过的氘原子核去轰击不带氘原子的纯氯化铵NHCl，依然能够得到氦－3核，就能够完全证明这一点了。

    “陈，你说的有道理，那就要辛苦你再去粒子加速器那里多做一个实验了。吃过早饭，我们就出发吧！”

    “不着急，不着急，”话说太多的陈慕武，端起茶杯啜了一口凉茶，“让我先把这第二种新粒子分析完。带电量为＋2，相对原子质量为3，爱丁顿教授，你觉得这个粒子是什么？”

    “是，是氦－3？”

    刚刚说到的同位素，让爱丁顿的思路打开了一些，可他仍旧有些不太确定。

    “我也觉得是氦－3，您觉得它又是从何而来呢？”

    按照爱丁顿最一开始的思路，质量为2，带电量为＋1的两个氘核发生聚变，会产生质量为4，带电量为＋2的氦－4核，也就是阿尔法粒子。

    如果以此类推的话，质量为2，带电量为＋1的氘核和质量为1，带电量为＋1的质子发生聚变，产生的应该是质量为3，带电量为＋2的氦－3核，而不是刚刚爱丁顿所设想中的质量为3，带电量为＋1的超重氢核。

    爱丁顿有些心虚地提出来了自己的修改意见：“会不会……是一部分反应当中有电子参与，所以就变成了超重氢核，而另一部分反应里面没有电子参与，所以才变成了氦－3核呢？”

    尽最大努力好不容易憋住笑的陈慕武摇了摇头：“我不知道，所以我们要继续进行下一步的实验才是。您觉得会发生什么，是依然出现超重氢和氦－3核这两种新粒子吗？”

    “我觉得发生什么不重要，实验能做出什么结果来，才是最重要的。先吃早饭吧，吃完我们就去做实验。”

    时隔几个小时以后，两个人再次回到了有粒子加速器的那间实验室。

    陈慕武依葫芦画瓢，把粒子源中的氘气排空，再次充入一直以来都用的氢气。

    他把昨天制造出来的氯化铵靶又重新回了相应的位置，然后依次启动机器，开始一张接一张地拍摄用加速的质子轰击含有氘原子的氯化铵靶的照片。

    估摸着底片的数量用了个差不多，陈慕武才又依次关好机器，然后带着底片去暗房显影，最后把洗好的一摞新的照相底片带到了爱丁顿的面前。

    不过他这个举动，只是宣告一下自己已经基本上做完了新的这个实验。

    至于接下来在照相底片上寻找是否出现新的粒子这项工作，仍然只能让陈慕武自己一个人来。

    虽然很焦急地等着实验结果，但又怕打扰陈慕武的寻找进度，因而直到他放下来手中拿着的最后一张底片，爱丁顿才开口问道：“怎么样，怎么样，找到了吗？是不是同样会出现超重氢原子核和氦－3核这两种实验产物？”

    “很遗憾，爱丁顿教授，我仔仔细细把这些底片都看了一遍，连每个边边角角都没放弃，但只在其中找到了一种粒子而已。”

    “哪一种？”

    “氦－3，超重氢的原子核在我们这个实验里面消失不见，造成这一现象的原因，我觉得生成超重氢和生成氦－3的是两个反应，而不是是否有电子参与在其中。

    “更大的可能是超重氢不是由氘和氢聚变产生，而是从氘和氘的反应中产生的新物质。

    “因为这前后两个反应对比的话，只有氘－氘的反应没有发生。”

    (本章完)