039.答辩会(2)

目录:重生物理大时代| 作者:短尾大猞猁| 类别:历史军事

    “在开始今天的话题前,大家首先要认知一个概念:什么是反常塞曼效应?“

    由于今日在场不只有教授,还有众多讲师和学生。

    不是所有人都有诺奖五人组的知识量和理解力。    所以卢格安索性就把今天的答辩会当作“不相容原理“的发表会现场。从头开始,一点一滴地将这个原理完全讲透,争取让所有人都能听得懂。

    “1896年,彼得·塞曼先生通过实验发现:如果磁场作用于钠焰,则火焰光辐周期会改变,有磁场存在时,两条D线展宽了。

    而进一步的分析表明,不是氢或钠这些元素谱线“展宽了“,而是它们被分裂成几条所谓多重谱线。“

    说着,卢格安转身在黑板上画下两个示意图,分别是无磁场和有磁场干预时,D线形态的示意图,好让大家更加直观地理解。

    “随后,莱顿大学的洛伦兹教授对这个效应作了经典解释,他的根据是磁场起了电子轨道的变化。    但是对单独的谱线更详细研究表明,真相要比这些谱线的简并分裂要复杂得多。

    对于能级简并度为2l+1的谱线,有时竟观察到比这个数目多一倍的分裂谱线,而人们把这种怪异的情况,称为反常塞曼效应。

    对此,大家有什么疑问吗?”

    至此,卢格安简单地把“反常塞曼效应”解释了一下。

    台下,听着卢格安胸有成竹、滔滔不绝地阐述,不少教授讲师都认可地点点头。    不论今天卢格安是否真的能解决原子稳定性问题,单就是这份知识量,在他们心中就已经合格了!

    坐在第一排的伦琴教授也是微微颔首,对索墨菲尔德笑着点点头。

    “看来你这个宝贝学生,还有当讲师的天赋。”

    台上,卢格安环顾一圈会场,没有发现任何异议后,点头继续。

    “那么,综上所述,我们很容易就可以得到一条假设:    除了我们已知的三个量子数:主量子数n、角量子数l、磁量子数m以外,应当还存在有一个量子数,并且这个量子数只能取双值!”

    如果说之前的基础知识,那么这里就完完全全是进阶版了。

    不少本科生和研究生已经跟不上卢格安跳跃的思路。

    这也没办法,除非卢格安先把光谱学和波尔理论从头讲一遍,否则就注定有人会跟不上。

    而跟上卢格安思路的教授,博士生,和少量研究生则同时皱起了眉头。    卢格安的假设很大胆,很富有想象力。

    他们虽然隐隐感觉哪里有些不对,却也说不明白,只能继续听下去。

    “听到这里,大家可能会有疑问,这全新的第四双值量子数究竟是什么呢?这里,我们就需要引入一条全新的假设。”

    说到这,卢格安停顿片刻,深吸一口气,眼神流露出异常坚定的光芒!

    “电子不是点电荷,它除了轨道角动量外,还有自旋运动。它们具有固定的自旋角动量,且它的Z轴分量只有两个:即正负1/2!”

    这一句掷地有声的假设,宛如投进%平静湖面的深水炸弹一般。

    整个会场瞬间炸开了锅!

    不少听懂卢格安假设的教授,情绪激动地豁然起身!

    “不可能!电子是一个小球?这绝对不可能!”

    “除了公转还有自转?这个假设太荒谬了!你当电子是地球吗?!”

    “结束这场闹剧吧,索墨菲尔德教授,你的学生在胡言乱语!”

    如果这不是慕尼黑最高级的学府,这些人随时随地都能朝卢格安扔臭鸡蛋!

    坐在第一排的伦琴教授,已经没有之前那份轻松写意。他用手拄着下巴,眉头紧锁,满脸凝重。

    另一边的维恩教授则面露冷笑。

    台下角落。看着周围人情绪激动,嘘声不断。夏洛特握紧拳头,刚想站起身来替卢格安理论两句,就被一只大手按住肩膀。

    “不用担心,海因里希夫人。”

    不知何时出现在夏洛特身后的泡利对她摇摇头。

    “请相信卢格安,你看他有半点慌张吗?”

    夏洛特闻言愣了愣,转头向台上看去。

    只见卢格安依旧云淡风轻地站在那里,仿佛对这样的场面早有预料一般,没有半点慌张。

    “海因里希是我见过最天才的人,可能连爱因斯坦都远远不如。”

    泡利看着台上那个英俊的青年,眼神中充满信心:“你可以永远相信卢格安·海因里希这个男人,他知道的永远比你想象的多。”

    可能是被泡利的信心与沉稳所感染,夏洛特重新坐下,目光炯炯地看着卢格安,心里暗暗为卢格安打气。

    加油啊!卢格安!

    台上,即使面对千夫所指,卢格安依旧十分淡定。

    他知道,不是所有人的接受能力都能和诺奖五人组相比,像这种挑战经典的行为,注定会遭到他人的质疑。

    没有什么好生气的,大家都是为了学术。

    如果自己被骂,能推动物理学前进一小步,那这顿骂就挨得值!

    由于场面实在是太混乱了,到最后,索墨菲尔德不得不站出来,这才重新把场子镇住。

    “咳咳。”

    卢格安清了清嗓子,微笑着开口道:“我知道大家有很多疑惑,或者根本不认同我的观点。诸位有什么疑问,可以一个一个提出来,我会做出解释。”

    卢格安话音刚落,一个博士生当时站起来。

    “海因里希先生,您的假设无疑是荒谬的,请问它有什么存在的必要?”

    “很有价值的提问。”卢格安笑着点点头:“事实上,这也是我刚才没说完的。”

    说着,卢格安转身在黑板上画下一张思维导图。

    假设电子自旋存在,就可以通过普朗克-爱因斯坦公式,轻易推导出第四双值量为自旋量子数ms。

    若自旋量子数ms为第四双值量的假设成立,将引进值为1/2的量子数时的情况带入,可以得到一个光谱公式。

    最后,将这个光谱公式和反常塞曼效应下的碱金属光谱相对比,就能发现两者惊人的相似性。

    卢格安一边在黑板上推导公式,一边细心地讲解每一个公式背后的物理意义。好像沉浸多年的老教授般,深入浅出地讲解着。

    为了这次答辩,卢格安真的下了一番苦功夫,

    这些公式已经深深烙印在他的脑海中,即使不看论文,也依旧下笔如飞。

    偌大的会场内鸦雀无声,所有人都在聚精会神地听着。

    不时间,人们的脸上露出恍然大悟的神色。

    等到卢格安写下最后一个字母,放下粉笔时,会场中不少教授都对卢格安投来了赞许的眼神。

    不仅是对卢格安极为优秀的计算和推理水平,更是对他努力的认可!

    “以上,就是我对反常塞曼效应的解释,大家还有哪里有疑问的吗?”

    会场中,之前不少对卢格安的理论有异议的人都安静下来。

    虽然还是无法接受“电子是个小球”,但数学就是数学。它从不说谎,也不会背叛。

    既然卢格安的理论能够完美解释反常塞曼效应,那就说明它一定有可取之处,就像当年的巴尔麦系光谱一样!

    看着鸦雀无声的会场,卢格安满意地点点头。

    “既然如此,那我们继续……”

    “等一下!”

    坐在第一排的小老头伦琴缓缓起身,紧皱着眉头,打断了卢格安的讲话。

    “我有一个疑问。”

    卢格安先是愣了愣,接着笑着点点头:“请讲。”

    “如果你把电子看成一个带-的小球,那么按照推算,它的半径应当在10^-14米的数量级,甚至更小。这点没错吧?”

    卢格安回想一下前世时最新测得的电子直径,确实相差不大,于是点点头。

    “那你有没有考虑过。若电子真的像陀螺一样旋转,它的自旋角速度为1/2h br。那么按照计算,电子表面的切向加速度就已经远远超过光速了!”

    “不仅如此。”另一旁的维恩教授放下手中的钢笔,看着演草纸上的公式,冷笑道:“按照这个模型计算,电子的直线速度将比光速快上几十倍!这个你要怎么解释?”

    这次,卢格安久违地沉默下来。

    应该说伦琴和维恩不愧是诺奖得主,一眼就看到了问题的关键。

    事实上,对于这篇论文的漏洞,卢格安比谁都清楚。

    电子不是一个实体小球,而是亚原子粒子中的轻子类。

    之所以说成小球,只是因为它可以用波尔理论解释。

    随着未来量子力学的蓬勃发展,像“电子小球论”这种直观物理模型迟早会被舍弃。

    但卢格安能怎么办?

    这个时代还没有亚原子粒子和费米子的概念,要想彻底解释电子的形态,就必须先发展量子力学。

    这是一个死循环。

    也是“不相容原理”唯一的“漏洞”。

    演讲台上,面对两大物理教授的诘问,卢格安低着头,沉默不语。

    台下的索墨菲尔德看到这一幕,不禁皱起了眉毛。

    当初他们诺奖五人组也发现了这个漏洞,但是按照不相容原理的解释,可以完美地诠释原子的结构。

    最终,他们将问题归结于“不相容原理”还不够成熟。

    但无论如何,它至少为大家开启了一个思路。

    做为研究生的毕业论文,可以说是绰绰有余。

    索墨菲尔德清楚,伦琴和维恩不是故意在为难卢格安。只是一个优秀的物理学家,在面对一项全新的,有可能推动整个物理学发展的理论时,那种不允许任何漏洞的吹毛求疵而已。

    简单的来讲,就是伦琴和维恩上头了……