中子上阵(2) 费米开始了作业。他想要把周期表上绝大多数的元素都用中子加以辐照,故而 从最轻的元素开始,按照原子顺序一个一个地实验着。他首先辐照水——这样就同 时试验了氢和氧——然后试验锂、铍、硼和碳。结果令他失望:它们被辐射后并没 有放射性产生。 费米没有灰心,继续下来,结果,对氟的试验获得了成功。随后,铁、硅、磷、 氯、钒、铜、砷、银、碲、磺、铬、钡、钠、镁、钛、锌、硒、锑、溴和镧的人工 诱导放射性都获得了成功。 最后,他终于进行到了铀。 辐照纯化了的硝酸铀得到了强烈的效果,产生几种不同的半衰期。 6 月,他把结果报告给了《自然》杂志。 这样一来,费米成了物理界轰动一时的人物。 1934年夏天,费米在伦敦参加了一个国际性的物理学会议。这期间,留在家里 的埃米利奥·赛格雷和其他年轻同事们通知了他,他们得到了半衰期为3 分钟的铝 的同位素。费米在会上宣布了这一结果。 但是,随后发生了混乱——向他报告的埃米利奥·赛格雷随后发现,辐照过的 铝的半衰期并不是像原来报告给费米的那个样子。 糟糕的是费米在会上已经宣布。而新出现的糟糕情况他们是不能向费米隐瞒的。 可以想见,当费米听到这个不幸的消息之后会是何等地恼火。他狠狠地批评了 他的这些粗心的、不可原谅的学生们。 随后,这些受责骂的青年们接受了费米安排给他们的繁重的工作。他们必须对 他们原先的“粗糙工作”加以改进,重新来做那些实验。 重做实验时,埃米利奥·赛格雷发现了一个奇特的现象:把中子源放置在不同 的地方,会产生不同的放射性。特别是,他发现,几张木桌子具有奇妙的性质—— 中子源放置在这些桌子上进行辐照,其放射性强度比把它放置在同一个房间中大理 石桌上进行辐照得到的放射性强度大出了许多。 什么原因? 10月的一天,费米亲自做实验。他走进实验室时,忽然想到应该试验一下在入 射的中子前面放一块铅,看看会产生什么效应。但在放这块铅之前,他又改变了主 意:“不,我不要放铅——我要放一块石蜡。” 事情就这样发生了,没有预警,没有事先的推理和逻辑思索,他立刻拿了一块 奇形怪状的石蜡,把它放在应该放铅的位置上。 放入石蜡,而不是放入铅,产生了出乎意料的结果:放射性强度戏剧性地增大 了。 中午,每个人都被召来看了这个由石蜡过滤而产生的奇迹般的效果。起初,学 生们以为是计数器出了毛病,但是,怀疑很快被消除,大家坚信,这种强烈的放射 性活动,确实是由于产生放射性的辐射为石蜡所过滤而造成的。 物理楼的走廊里响起了一阵阵响亮的惊叹声:“奇妙极了! 不可思议! 简直是 魔术! ” 可为什么会是这样的呢? 费米独自思考着。下午他从家中回来,提出了一个答案:是中子同石蜡和木头 中的氢核发生了碰撞。中子穿越石蜡和木头时,速度减慢下来。 费米的推理是合乎实际的。三分钟半衰期铝的同位素问题解决了:在不同的桌 子上的实验产生的结果是不同的。木桌子和大理石桌子之谜也解开了。木桌子和石 蜡一样,是含氢物体,它减缓了中子的速度。 费米在这里发现的,正是所谓“慢中子效应”。这种效应的发现,对核研究进 展具有重大意义。这我们在后面就会清楚地看到。 后来,到了美国的汉斯·贝蒂在总结这一现象时风趣地说:“如果意大利不是 一个富于产大理石的国家,慢中子的效应恐怕永远也不会被发现。大理石桌面给出 了与木桌面不同的结果,不同的结果又给出了正确的结论。如果实验在美国进行, 我们也许至今也不会与这个慢中子谋面。” 讲到这里,我们需要停下原子的问题,来讲一下犹太人的问题了。