2022年12月02日 星期五
小居里夫妇:两次错失后“逆袭”拿诺奖
□ 陈冠文

    科学发现 趣闻趣事

    要说夫妻二人一起得诺奖,很多人会首先想到居里夫妇。其实,居里夫妇的女儿、女婿——约里奥-居里夫妇,也曾双双登上诺贝尔奖的领奖台。

    实验室里结成伉俪

    作为居里夫妇的长女,伊雷娜·居里生于1897年,9岁就失去了父亲,从小懂得体贴安慰母亲,常伴居里夫人身边。这些经历使伊蕾娜在受到科学教育熏陶的同时,还练就了独立、果敢、坚韧的品格。生于1900年的弗雷德里克·约里奥毕业于巴黎理化学院,1925年成为居里夫人的助理。在镭研究所,弗雷德里克和伊雷娜成为好朋友,他欣赏她丰富的学识和独立、自信的性格,她喜欢他热情的谈吐和科研上的冲劲。

    1926年,伊雷娜·居里和弗雷德里克·约里奥结婚后,为纪念居里这一伟大姓氏,夫妻决定把姓氏合并,改为约里奥-居里。约里奥-居里夫妇也被称为小居里夫妇,他们像当年的居里夫妇那样,在实验室里并肩作战,形影相随,继承了父母所开创的放射性研究工作。而伊雷娜更是跟母亲一样,兼顾家庭、孩子和工作。

    两次与诺奖擦肩而过

    1931年,小居里夫妇开始研究德国物理学家玻特用α粒子轰击铍的实验。他们用实验验证了玻特的理论:用α粒子轰击铍后会释放出一种极具穿透力的射线——铍辐射。

    但是,他们进一步的实验发现,这种辐射穿过石蜡时,非但没有被吸收,反而被加强了。他们按照玻特的理论,误认为这是质子。

    第二年,小居里夫妇把这一实验结果和错误见解发表出来。一个月后,英国物理学家查德威克指出了他们的错误。因为,查德威克受到小居里夫妇的启发,重复了同样的实验。他仅用10天就成功地证实了这种射线是中性粒子流,并计算出中子的质量。因为发现中子,查德威克获得诺贝尔物理学奖。这是小居里夫妇第一次与诺奖擦肩而过。

    同年,小居里夫妇还在云室中拍摄到第一张由光子产生电子对的照片,但这一现象没有引起他们的注意,认为这只是向放射源移动的电子。1932年8月的一天,美国物理学家安德森在实验室用宇宙射线去撞击云室中的铅板,并拍摄照片。翻看照片时,他发现一张照片上的宇宙射线穿过铅板之后,有一个未知粒子的轨迹和电子的轨迹完全相同,但是弯曲的方向却恰好相反。于是,安德森认为这是一种带正电的电子。第二年,安德森又用γ射线轰击方法产生了正电子,从而用实验证实了正电子的存在。因为这个发现,安德森获得了诺贝尔物理学奖。这是小居里夫妇第二次与诺奖擦肩而过。

    经过这两次“教训”后,小居里夫妇开始更加勤奋地进行实验,并广泛阅读前沿知识和同行发表的论文。终于,1934年,小居里夫妇用钋产生的α粒子轰击铝箔时,发现将放射源拿走后,正电子的发射没有立即停止,辐射像一般放射性元素那样以指数定律,它们发射出中子和正电子,最终生成放射性磷。采用同样的方法,他们还发现了其他一些人工生成的放射性物质,即人工放射性。

    在居里夫妇获得诺奖32年后,小居里夫妇获得了1935年度的诺贝尔化学奖。

    参加保卫世界和平运动

    后来,小居里夫妇发现铀经中子轰击后产生的放射性物质中含有化学性质与镧相似的元素,这为核裂变现象的发现提供了重要事实。铀裂变发现后,他们很快发现裂变中有多个中子和大量能量放出,因此预言可以通过链式反应释放核能。这些发现为核能的和平利用提供了可能。

    作为两次世界大战的亲身经历者,小居里夫妇深知不义的战争给人类带来的灾祸。因此,当看到战争贩子利用核武器对人类进行新的战争威胁时,作为核科学家,小居里夫妇深感责任重大。因此,他们积极致力于世界的和平事业,为保证科学发明用于增进人类的富裕与幸福而努力奋斗着。

    二战结束后,弗雷德里克·约里奥在他们主持建立的法国原子能委员会上庄严宣布:“科学家的天职是彻底揭露自然界的奥秘,掌握这些奥秘便能在将来造福人类。但同时我们应当下决心和人民一起保证,我们的发现只供和平之用。”

    弗雷德里克·约里奥因为勇敢地反对核武器发展计划,触怒了法国当局。1950年,法国当局罢免了他法国科学院院长和法国原子能委员会主席的职务。但是,这没有阻止约里奥-居里夫妇为保卫和平而奋斗的步伐。1950年,约里奥-居里被选为世界保卫和平委员会主席。

    (作者系新疆农垦科学院研究员)

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