Sa wala pa ang triple art, nga mao, mahitungod sa pagkadiskobre sa artipisyal nga radioactivity

Matag karon ug unya sa kasaysayan sa pisika adunay mga "talagsaon" nga mga tuig kung ang hiniusang paningkamot sa daghang mga tigdukiduki modala ngadto sa usa ka serye sa mga nadiskobrehan nga mga breakthrough. Mao usab ang 1820, ang tuig sa elektrisidad, 1905, ang milagrosong tuig sa upat ka mga papel ni Einstein, 1913, ang tuig nga nalangkit sa pagtuon sa gambalay sa atomo, ug sa kataposan 1932, sa dihang ang sunod-sunod nga teknikal nga pagdiskobre ug pag-uswag sa paghimo sa nukleyar nga pisika.

bag-ong kasal

Irina, ang kamagulangang anak nga babaye ni Marie Skłodowska-Curie ug Pierre Curie, natawo sa Paris niadtong 1897 (1). Hangtud sa edad nga napulog duha, siya gipadako sa balay, sa usa ka gamay nga "eskwelahan" nga gihimo sa bantog nga mga siyentipiko alang sa iyang mga anak, diin adunay mga napulo ka mga estudyante. Ang mga magtutudlo mao sila si: Marie Sklodowska-Curie (physics), Paul Langevin (matematika), Jean Perrin (chemistry), ug ang humanities kasagarang gitudlo sa mga inahan sa mga estudyante. Ang mga leksyon kasagarang mahitabo sa mga balay sa mga magtutudlo, samtang ang mga bata nagtuon sa pisika ug chemistry sa tinuod nga mga laboratoryo.

Busa, ang pagtudlo sa pisika ug chemistry mao ang pagbaton sa kahibalo pinaagi sa praktikal nga mga kalihokan. Ang matag malampuson nga eksperimento nalipay sa mga batan-ong tigdukiduki. Kini tinuod nga mga eksperimento nga kinahanglang sabton ug maampingong himoon, ug ang mga bata sa laboratoryo ni Marie Curie kinahanglang anaa sa maayong pagkahan-ay. Ang teoretikal nga kahibalo kinahanglan usab nga maangkon. Ang pamaagi, ingon sa gipakita sa kapalaran sa mga estudyante niini nga eskwelahan, nga sa ulahi nahimong maayo ug talagsaon nga mga siyentipiko, nahimong epektibo.

2. Frederic Joliot (litrato ni Harcourt)

Dugang pa, ang apohan sa amahan ni Irena, usa ka doktor, naggugol ug daghang oras sa nailo nga apo sa iyang amahan, nalingaw ug nagdugang sa iyang edukasyon sa natural nga syensya. Sa 1914, si Irene migraduwar sa nagpayunir nga Collège Sévigné ug misulod sa faculty sa matematika ug siyensiya sa Sorbonne. Naatol kini sa pagsugod sa Unang Gubat sa Kalibutan. Niadtong 1916 miapil siya sa iyang inahan ug nag-uban sila sa pag-organisar sa serbisyo sa radiological sa French Red Cross. Human sa gubat, nakadawat siya og bachelor's degree. Sa 1921, ang iyang unang siyentipikanhong buhat gimantala. Debotado siya sa determinasyon sa atomic mass sa chlorine gikan sa lainlaing mga mineral. Sa iyang dugang nga mga kalihokan, nagtrabaho siya pag-ayo sa iyang inahan, nga nag-atubang sa radioactivity. Sa iyang disertasyon sa doktor, gidepensahan sa 1925, gitun-an niya ang mga partikulo sa alpha nga gipagawas sa polonium.

Frederic Joliot natawo sa 1900 sa Paris (2). Gikan sa edad nga otso nag-eskwela siya sa So, nagpuyo sa usa ka boarding school. Niadtong panahona, mas gusto niya ang sports kaysa pagtuon, labi na ang football. Dayon nagpuli-puli siya sa pagtungha sa duha ka hayskul. Sama ni Irene Curie, sayo siyang nawad-an sa iyang amahan. Niadtong 1919 nakapasar siya sa eksaminasyon sa École de Physique et de Chemie Industrielle de la Ville de Paris (School of Industrial Physics ug Industrial Chemistry sa siyudad sa Paris). Siya migraduwar sa 1923. Ang iyang propesor, si Paul Langevin, nakakat-on sa mga abilidad ug mga hiyas ni Frederick. Pagkahuman sa 15 ka bulan nga serbisyo militar, sa mando ni Langevin, gitudlo siya nga personal nga katabang sa laboratoryo ni Marie Skłodowska-Curie sa Radium Institute nga adunay grant gikan sa Rockefeller Foundation. Didto nakilala niya si Irene Curie, kag sang 1926 nagpakasal ang mga pamatan-on.

Nakompleto ni Frederick ang iyang disertasyon sa pagkadoktor sa electrochemistry sa radioactive elements niadtong 1930. Sa sayo pa, gipunting na niya ang iyang mga interes sa panukiduki sa iyang asawa, ug pagkahuman gidepensahan ang disertasyon sa doktor ni Frederick, nagtinabangay na sila. Usa sa ilang unang importante nga mga kalampusan mao ang usa ka pag-andam sa polonium, nga mao ang usa ka lig-on nga tinubdan sa alpha particle, i.e. helium nuclei.(₂⁴Siya). Nagsugod sila gikan sa usa ka dili ikalimod nga pribilehiyo nga posisyon, tungod kay si Marie Curie ang naghatag sa iyang anak nga babaye og daghang bahin sa polonium. Si Lew Kowarsky, ang ilang ulahi nga kolaborator, naghulagway kanila sa mosunod: Si Irena "usa ka maayo kaayo nga teknisyan", "nagtrabaho siya nga nindot kaayo ug mabinantayon", "nakasabot siya pag-ayo sa iyang gibuhat." Ang iyang bana adunay "mas makapasilaw, mas masulaw nga imahinasyon." "Nagtinabangay sila sa usag usa nga hingpit ug nahibal-an kini." Gikan sa punto sa panglantaw sa kasaysayan sa siyensiya, ang labing makapaikag alang kanila mao ang duha ka tuig: 1932-34.

Hapit na nila nadiskobrehan ang neutron

Ang "Hapit" makahimo og dako nga kalainan. Ilang nakat-onan kining makapasubong kamatuoran sa wala madugay. Niadtong 1930 sa Berlin, duha ka German - Walter Bothe i Hubert Becker - gitun-an kung giunsa ang paglihok sa mga gaan nga atomo kung gibombahan sa mga partikulo sa alpha. Beryllium Shield (₄⁹Be) kung gibombahan sa mga partikulo sa alpha nga gipagawas nga labi ka tusok ug taas nga kusog nga radiation. Sumala sa mga eksperimento, kini nga radiation kinahanglan nga kusog nga electromagnetic radiation.

Niini nga yugto, giatubang ni Irena ug Frederick ang problema. Ang ilang gigikanan sa mga partikulo sa alpha mao ang labing kusgan sukad. Gigamit nila ang usa ka cloud chamber aron maobserbahan ang mga produkto sa reaksyon. Sa kataposan sa Enero 1932, ilang gipahibalo sa publiko nga ang gamma rays ang nagtangtang sa mga proton nga adunay taas nga enerhiya gikan sa usa ka substansiya nga adunay hydrogen. Wala pa nila masabti kung unsa ang naa sa ilang mga kamot ug kung unsa ang nahitabo.. Human sa pagbasa James Chadwick (3) sa Cambridge misugod dayon siya sa pagtrabaho, naghunahuna nga kini dili gamma radiation, kondili mga neutron nga gitagna ni Rutherford pipila ka tuig nga abante. Human sa sunodsunod nga mga eksperimento, nakombinsir siya sa obserbasyon sa neutron ug nakaplagan nga ang masa niini susama sa gibug-aton sa proton. Niadtong Pebrero 17, 1932, misumiter siyag mubong sulat sa magasing Nature nga nag-ulohang "The Possible Existence of the Neutron."

Kini sa pagkatinuod usa ka neutron, bisan tuod si Chadwick nagtuo nga ang usa ka neutron gilangkoban sa usa ka proton ug usa ka electron. Niadtong 1934 lang niya nasabtan ug napamatud-an nga ang neutron kay elementary nga partikulo. Si Chadwick gihatagan ug Nobel Prize sa Physics niadtong 1935. Bisan pa sa pagkaamgo nga wala sila'y usa ka importante nga nadiskobrehan, ang Joliot-Curies nagpadayon sa ilang panukiduki niini nga dapit. Ilang naamgohan nga kini nga reaksiyon nagpatunghag gamma ray dugang pa sa mga neutron, mao nga ilang gisulat ang nukleyar nga reaksiyon:

, diin ang Ef mao ang kusog sa gamma-quantum. Ang susamang mga eksperimento gihimo uban sa ₉¹⁹F.

Nawala ang pagbukas pag-usab

Pipila ka bulan sa wala pa ang pagkadiskobre sa positron, Joliot-Curie adunay mga litrato sa, sa taliwala sa uban nga mga butang, sa usa ka curved dalan, ingon nga kini sa usa ka electron, apan twisting sa atbang nga direksyon sa electron. Ang mga litrato gikuha sa usa ka fog chamber nga nahimutang sa usa ka magnetic field. Pinasukad niini, ang magtiayon naghisgot bahin sa mga electron nga moadto sa duha ka direksyon, gikan sa gigikanan ug sa gigikanan. Sa tinuud, ang mga kauban sa direksyon "paingon sa gigikanan" mga positron, o positibo nga mga electron nga nagpalayo sa gigikanan.

Samtang, sa Estados Unidos sa hinapos sa ting-init sa 1932, Carl David Anderson (4), ang anak sa Swedish nga mga imigrante, nagtuon sa cosmic rays sa cloud chamber ubos sa impluwensya sa magnetic field. Ang mga cosmic ray moabut sa Yuta gikan sa gawas. Si Anderson, aron masiguro ang direksyon ug paglihok sa mga partikulo, sa sulod sa lawak gipasa ang mga partikulo pinaagi sa usa ka metal nga plato, diin nawala ang pipila ka kusog. Niadtong Agosto 2, nakakita siya og usa ka agianan, nga sa walay duhaduha iyang gihubad nga positibo nga electron.

Angay nga matikdan nga si Dirac kaniadto nagtagna sa teoretikal nga paglungtad sa maong partikulo. Bisan pa, wala gisunod ni Anderson ang bisan unsang teoretikal nga mga prinsipyo sa iyang mga pagtuon sa cosmic ray. Niini nga konteksto, gitawag niya ang iyang pagkadiskobre nga aksidente.

Sa makausa pa, si Joliot-Curie kinahanglan nga mag-antos sa usa ka dili ikalimod nga propesyon, apan nagpadayon sa dugang nga panukiduki sa kini nga lugar. Ilang nakit-an nga ang gamma-ray photon mahimong mawala duol sa usa ka bug-at nga nucleus, nga mahimong usa ka electron-positron nga pares, dayag nga nahiuyon sa sikat nga pormula ni Einstein nga E = mc2 ug ang balaod sa pagkonserba sa enerhiya ug momentum. Sa ulahi, gipamatud-an mismo ni Frederick nga adunay proseso sa pagkawala sa usa ka pares nga electron-positron, nga nagpatunghag duha ka gamma quanta. Dugang sa mga positron gikan sa mga pares nga electron-positron, sila adunay mga positron gikan sa mga reaksyon sa nukleyar.

5. Seventh Solvay Conference, 1933

Naglingkod sa atubangang laray: Irene Joliot-Curie (ikaduha gikan sa wala),

Maria Skłodowska-Curie (ikalima gikan sa wala), Lise Meitner (ikaduha gikan sa tuo).

artipisyal nga radioactivity

Ang pagkadiskobre sa artipisyal nga radioactivity dili dihadiha nga buhat. Niadtong Pebrero 1933, pinaagi sa pagpamomba sa aluminum, fluorine, ug unya sodium sa mga partikulo sa alpha, nakuha ni Joliot ang mga neutron ug wala mailhi nga isotopes. Niadtong Hulyo 1933, gipahibalo nila nga, pinaagi sa pag-irradiate sa aluminum nga adunay mga partikulo sa alpha, ilang naobserbahan dili lamang ang mga neutron, kondili ang mga positron usab. Sumala kang Irene ug Frederick, ang mga positron niining nukleyar nga reaksyon dili maporma ingong resulta sa pagkaporma sa mga pares nga electron-positron, apan kinahanglang maggikan sa atomic nucleus.

Ang Seventh Solvay Conference (5) nahitabo sa Brussels niadtong Oktubre 22-29, 1933. Gitawag kini nga "The Structure and Properties of Atomic Nuclei". Gitambungan kini sa 41 ka mga pisiko, lakip ang labing inila nga mga eksperto niini nga natad sa kalibutan. Gi-report ni Joliot ang mga resulta sa ilang mga eksperimento, nga nag-ingon nga ang pag-irradiate sa boron ug aluminum nga adunay alpha rays makahimo og neutron nga adunay positron o proton.. Niini nga komperensya Lisa Meitner Siya miingon nga sa parehas nga mga eksperimento sa aluminyo ug fluorine, wala niya makuha ang parehas nga resulta. Sa paghubad, wala niya ipaambit ang opinyon sa magtiayon gikan sa Paris bahin sa nukleyar nga kinaiya sa gigikanan sa mga positron. Apan, sa dihang mibalik siya sa pagtrabaho sa Berlin, gihimo niya pag-usab kini nga mga eksperimento ug niadtong Nobyembre 18, sa usa ka sulat ngadto kang Joliot-Curie, giangkon niya nga karon, sa iyang opinyon, ang mga positron sa pagkatinuod makita gikan sa nucleus.

Dugang pa, kini nga komperensya Francis Perrin, ang ilang kaedad ug suod nga higala gikan sa Paris, namulong bahin sa mga positron. Nahibal-an gikan sa mga eksperimento nga nakakuha sila usa ka padayon nga spectrum sa mga positron, parehas sa spectrum sa mga partikulo sa beta sa natural nga pagkadunot sa radioactive. Dugang pagtuki sa mga kusog sa positrons ug neutrons Perrin miabut sa konklusyon nga ang duha ka emissions kinahanglan nga mailhan dinhi: una, ang emission sa neutrons, inubanan sa pagporma sa usa ka dili lig-on nucleus, ug unya ang emission sa positrons gikan niini nga nucleus.

Human sa komperensya gihunong ni Joliot kini nga mga eksperimento sulod sa mga duha ka bulan. Ug unya, sa Disyembre 1933, gipatik ni Perrin ang iyang opinyon bahin niini. Sa samang higayon, usab sa Disyembre Enrico Fermi gisugyot ang teorya sa beta decay. Nagsilbi kini nga teoretikal nga sukaranan alang sa paghubad sa mga kasinatian. Sa sayong bahin sa 1934, ang magtiayon gikan sa kaulohan sa Pransya mipadayon sa ilang mga eksperimento.

Sakto niadtong Enero 11, Huwebes sa hapon, si Frédéric Joliot mikuha og aluminum foil ug gibombahan kini og alpha particle sulod sa 10 minutos. Sa unang higayon, migamit siya ug Geiger-Muller counter para sa detection, ug dili ang fog chamber, sama kaniadto. Namatikdan niya sa katingala nga samtang iyang gikuha ang gigikanan sa mga partikulo sa alpha gikan sa foil, ang pag-ihap sa mga positron wala mohunong, ang mga counter nagpadayon sa pagpakita kanila, ang ilang gidaghanon mikunhod pag-ayo. Iyang gitino ang katunga sa kinabuhi nga 3 minutos ug 15 segundos. Dayon iyang gipamenos ang kusog sa alpha particle nga nahulog sa foil pinaagi sa pagbutang og lead brake sa ilang agianan. Ug nakakuha kini og gamay nga mga positron, apan ang katunga sa kinabuhi wala mausab.

Unya gipailalom niya ang boron ug magnesium sa parehas nga mga eksperimento, ug nakuha ang katunga nga kinabuhi sa kini nga mga eksperimento nga 14 minuto ug 2,5 minuto, matag usa. Pagkahuman, ang ingon nga mga eksperimento gihimo sa hydrogen, lithium, carbon, beryllium, nitrogen, oxygen, fluorine, sodium, calcium, nickel ug pilak - apan wala niya nakita ang parehas nga panghitabo sama sa aluminum, boron ug magnesium. Ang Geiger-Muller counter wala makaila tali sa positibo ug negatibo nga gikarga nga mga partikulo, mao nga gipamatud-an usab ni Frédéric Joliot nga kini tinuod nga naghisgot sa positibo nga mga electron. Ang teknikal nga aspeto importante usab niini nga eksperimento, i.e., ang presensya sa usa ka lig-on nga tinubdan sa alpha particle ug ang paggamit sa usa ka sensitibo nga charged particle counter, sama sa Geiger-Muller counter.

Sama sa gipatin-aw kaniadto sa pares nga Joliot-Curie, ang mga positron ug neutron dungan nga gipagawas sa naobserbahan nga pagbag-o sa nukleyar. Karon, sa pagsunod sa mga sugyot ni Francis Perrin ug pagbasa sa mga konsiderasyon ni Fermi, ang magtiayon nakahinapos nga ang unang nukleyar nga reaksyon nagpatunghag usa ka dili lig-on nga nucleus ug usa ka neutron, nga gisundan sa beta ug pagkadunot nianang dili lig-on nga nucleus. Aron masulat nila ang mosunod nga mga reaksyon:

Ang mga Joliots nakamatikod nga ang resulta nga radioactive isotopes adunay mubo ra katunga sa kinabuhi nga anaa sa kinaiyahan. Ilang gipahibalo ang ilang mga resulta niadtong Enero 15, 1934, sa usa ka artikulo nga nag-ulohang "Usa ka Bag-ong Matang sa Radyoaktibidad". Sa sayong bahin sa Pebrero, nagmalampuson sila sa pag-ila sa phosphorus ug nitrogen gikan sa unang duha ka reaksyon gikan sa nakolekta nga gamay nga gidaghanon. Sa wala madugay adunay usa ka panagna nga mas daghang radioactive isotopes ang mahimo sa mga reaksyon sa pagpamomba sa nukleyar, uban usab sa tabang sa mga proton, deuteron ug neutron. Niadtong Marso, si Enrico Fermi mipusta nga ang ingon nga mga reaksyon sa dili madugay himuon gamit ang mga neutron. Sa wala madugay siya midaog sa pusta sa iyang kaugalingon.

Si Irena ug Frederick gihatagan ug Nobel Prize sa Chemistry niadtong 1935 alang sa "synthesis of new radioactive elements". Kini nga pagkadiskobre naghatag ug dalan alang sa paggama sa artificially radioactive isotopes, nga nakakaplag ug daghang importante ug bililhong aplikasyon sa batakang panukiduki, medisina, ug industriya.

Sa katapusan, angay nga hisgutan ang mga pisiko gikan sa USA, Ernest Lawrence kauban ang mga kauban gikan sa Berkeley ug mga tigdukiduki gikan sa Pasadena, diin usa ka Pole nga naa sa usa ka internship Andrzej Soltan. Ang pag-ihap sa mga pulso sa mga counter naobserbahan, bisan kung ang accelerator mihunong na sa pagtrabaho. Dili sila ganahan niini nga ihap. Bisan pa, wala sila makaamgo nga sila nag-atubang sa usa ka importante nga bag-ong panghitabo ug nga sila kulang sa pagkadiskobre sa artipisyal nga radioactivity ...