Ron ealain trì-fhillte, is e sin, mu bhith a 'lorg rèidio-beò fuadain
Clàr-innse
Bho àm gu àm ann an eachdraidh fiosaig tha bliadhnaichean “mìorbhaileach” ann nuair a tha co-oidhirpean mòran de luchd-rannsachaidh a’ leantainn gu sreath de lorgaidhean adhartach. Mar sin bha e le 1820, bliadhna an dealain, 1905, bliadhna mhìorbhaileach nan ceithir pàipearan aig Einstein, 1913, a’ bhliadhna co-cheangailte ri sgrùdadh structar an atom, agus mu dheireadh 1932, nuair a chaidh sreath de lorgan teignigeach agus adhartasan anns an cruthachadh fiosaig niùclasach.
pòsda ùra
Irina, an nighean bu shine aig Marie Skłodowska-Curie agus Pierre Curie, ann am Paris ann an 1897 (1). Suas gu dà bhliadhna dheug, chaidh a togail aig an taigh, ann an "sgoil" bheag a chruthaich luchd-saidheans cliùiteach airson a cuid chloinne, anns an robh mu dheichnear oileanach. B’ iad na tidsearan: Marie Sklodowska-Curie (fiosaig), Paul Langevin (matamataig), Jean Perrin (ceimigeachd), agus na daonnachdan air an teagasg sa mhòr-chuid le màthraichean nan oileanach. Mar as trice bhiodh leasanan a’ gabhail àite ann an dachaighean luchd-teagaisg, fhad ‘s a bha clann ag ionnsachadh fiosaig agus ceimigeachd ann an deuchainn-lannan fìor.
Mar sin, b 'e teagasg fiosaig agus ceimigeachd eòlas fhaighinn tro ghnìomhan practaigeach. Bha gach deuchainn shoirbheachail air leth toilichte le luchd-rannsachaidh òga. B’ e fìor dheuchainnean a bha seo a dh’ fheumadh a bhith air an tuigsinn agus air an dèanamh gu faiceallach, agus dh’fheumadh a’ chlann ann an obair-lann Marie Curie a bhith ann an deagh òrdugh. Dh'fheumadh eòlas teòiridheach fhaighinn cuideachd. Bha an dòigh-obrach, mar a thachair dha oileanaich na sgoile seo, nas fhaide air adhart nan luchd-saidheans math agus air leth, èifeachdach.
2. Frederic Joliot (dealbh le Harcourt)
A bharrachd air an sin, chuir seanair athar Irena, dotair, tòrr ùine seachad air ogha dìlleachd athar, a’ faighinn spòrs agus a’ cur ris an fhoghlam aice ann an saidheans nàdair. Ann an 1914, cheumnaich Irene bhon cholaiste thùsail Sévigné agus chaidh i a-steach do dhàmh matamataig agus saidheans aig an Sorbonne. Bha seo aig an aon àm ri toiseach a’ Chiad Chogaidh Mhòir. Ann an 1916 chaidh i còmhla ri a màthair agus còmhla chuir iad air dòigh seirbheis rèidio-eòlais aig Crois Dhearg na Frainge. An dèidh a 'chogaidh, fhuair i ceum baidsealair. Ann an 1921, chaidh a’ chiad obair saidheansail aice fhoillseachadh. Bha e gu mòr airson a bhith a’ dearbhadh meud atamach de chlorin bho dhiofar mhèinnirean. Anns na gnìomhan eile aice, bha i ag obair gu dlùth le a màthair, a 'dèiligeadh ri rèidio-beò. Anns an tràchdas dotaireil aice, a chaidh a dhìon ann an 1925, rinn i sgrùdadh air na h-alpha gràineanan a chaidh a sgaoileadh le polonium.
Frederic Joliot a rugadh ann an 1900 ann am Paris (2). Bho ochd bliadhna a dh'aois chaidh e gu sgoil ann an So, a 'fuireach ann an sgoil-chòmhnaidh. Aig an àm sin, b 'fheàrr leis spòrs na sgrùdaidhean, gu sònraichte ball-coise. Ghabh e an uair sin mu seach a’ frithealadh dà àrd-sgoil. Coltach ri Irene Curie, chaill e athair tràth. Ann an 1919 chaidh e seachad air an deuchainn aig an École de Physique et de Chemie Industrielle de la Ville de Paris (Sgoil Fiosaig Gnìomhachais agus Ceimigeachd Gnìomhachais ann am baile-mòr Paris). Cheumnaich e ann an 1923. Dh'ionnsaich an t-àrd-ollamh aige, Paul Langevin, mu chomasan agus buadhan Frederick. Às deidh 15 mìosan de sheirbheis armachd, air òrdughan Langevin, chaidh a chur an dreuchd mar neach-taic obair-lann pearsanta do Marie Skłodowska-Curie aig an Radium Institute le tabhartas bho Rockefeller Foundation. An sin choinnich e ri Irene Curie, agus ann an 1926 phòs na daoine òga.
Chrìochnaich Frederick an tràchdas dotaireil aige air electrochemistry eileamaidean rèidio-beò ann an 1930. Beagan na bu tràithe, bha e mar-thà air fòcas a chuir air na h-ùidhean aige air rannsachadh a mhnatha, agus an dèidh dha tràchdas dotaireachd Frederick a dhìon, bha iad ag obair còmhla mar-thà. B’ e aon de na ciad shoirbheachaidhean cudromach aca ullachadh polonium, a tha na thùs làidir de alpha gràinean, i.e. niuclas helium.(24e). Thòisich iad bho shuidheachadh sochair gun teagamh, oir b' i Marie Curie a thug seachad cuibhreann mòr de polonium dhan nighean aice. Thug Lew Kowarsky, an co-obraiche aca às deidh sin, cunntas orra mar a leanas: bha Irena na “teicneòlaiche sàr-mhath”, “dh’ obraich i gu math brèagha agus gu faiceallach", “thuig i gu domhainn na bha i a’ dèanamh. ” Bha “mac-meanmna na bu dheàrrsaiche, na bu shoilleire” aig an duine aice. “Bha iad a’ cur ri chèile gu foirfe agus bha fios aca air. ” Bho shealladh eachdraidh saidheans, bha an fheadhainn as inntinniche dhaibh dà bhliadhna: 1932-34.
Cha mhòr nach do lorg iad an neutron
Tha “cha mhòr” gu math cudromach. Dh’ ionnsaich iad mun fhìrinn bhrònach seo gu math luath. Ann an 1930 ann am Berlin, dà Ghearmailteach - Walter Bothe i Hubert Becker - Rannsaich mar a bhios dadaman aotrom gan giùlan fhèin nuair a thèid am bualadh le alpha gràinean. Sgiath Beryllium (49Be) nuair a chaidh a spreadhadh le alpha gràinean a-mach rèididheachd fìor làidir agus làn lùth. A rèir an luchd-deuchainn, feumaidh gur e rèididheachd electromagnetic làidir a bh’ anns an rèididheachd seo.
Aig an ìre seo, dhèilig Irena agus Frederick ris an duilgheadas. B’ e an tùs alpha gràinean aca an fheadhainn as cumhachdaiche a-riamh. Chleachd iad seòmar neòil gus na toraidhean ath-bhualadh fhaicinn. Aig deireadh an Fhaoillich 1932, dh'ainmich iad gu poblach gur e ghathan gamma a bh' ann a bha a' leagail phrotainnean àrd-lùth à stuth anns an robh hydrogen. Cha do thuig iad fhathast dè bha nan làmhan agus dè bha a 'tachairt.. Às deidh leughadh Seumas Chadwick (3) ann an Cambridge thòisich e ag obair sa bhad, a’ smaoineachadh nach b’ e rèididheachd gamma a bh’ ann idir, ach neutronan a bha Rutherford a’ ro-innse grunn bhliadhnaichean ro làimh. Às deidh sreath de dheuchainnean, dh'fhàs e cinnteach mu bhith a 'coimhead air an neutron agus lorg e gu bheil a mhais coltach ris a' phroton. Air 17 Gearran, 1932, chuir e nota a-steach don iris Nature leis an tiotal "The Possible Existence of the Neutron."
B’ e neutron a bh’ ann dha-rìribh, ged a bha Chadwick a’ creidsinn gun robh neutron air a dhèanamh suas de phroton agus dealanan. Is ann dìreach ann an 1934 a thuig agus a dhearbh e gur e bun-ghràin a th’ anns an neutron. Bhuannaich Chadwick an Duais Nobel ann am Fiosaigs ann an 1935. A dh 'aindeoin a bhith mothachail gun robh iad air lorg cudromach a chall, lean an Joliot-Curies air adhart leis an rannsachadh aca san raon seo. Thuig iad gun do chruthaich an ath-bhualadh seo ghathan gamma a bharrachd air neutronan, agus mar sin sgrìobh iad am freagairt niùclasach:
, far a bheil Ef na lùths gamma-quantum. Chaidh deuchainnean coltach ris a dhèanamh le 919F.
Chaill fosgladh a-rithist
Beagan mhìosan mus deach am positron a lorg, bha dealbhan aig Joliot-Curie de, am measg rudan eile, slighe lùbte, mar gum b’ e dealan a bh’ ann, ach a’ toinneamh an taobh eile den dealan. Chaidh na dealbhan a thogail ann an seòmar ceò ann an raon magnetach. Stèidhichte air seo, bhruidhinn a 'chàraid mu dheidhinn dealanan a' dol ann an dà thaobh, bhon stòr agus chun an stòr. Gu dearbh, b 'e an fheadhainn a bha co-cheangailte ris an stiùireadh "a dh'ionnsaigh an tobair" positrons, no dealanan dearbhach a' gluasad air falbh bhon stòr.
Aig an aon àm, anns na Stàitean Aonaichte aig deireadh an t-samhraidh 1932, Carl Dàibhidh MacAnndrais (4), mac in-imrichean Suaineach, sgrùdadh air ghathan cosmach ann an seòmar sgòthan fo bhuaidh raon magnetach. Bidh ghathan cosmic a’ tighinn chun Talamh bhon taobh a-muigh. Bha MacAnndrais, gus a bhith cinnteach mu stiùir agus gluasad nam mìrean, taobh a-staigh an t-seòmair a’ dol seachad air na gràineanan tro phlàta meatailt, far an do chaill iad cuid den lùth. Air 2 Lùnastal, chunnaic e slighe, a bha e gun teagamh air a mhìneachadh mar dhealan dealanach.
Is fhiach a bhith mothachail gu robh Dirac air ro-innse a dhèanamh roimhe seo gu robh a leithid de ghràin ann gu teòiridheach. Ach, cha do lean MacAnndrais prionnsabalan teòiridheach sam bith anns na sgrùdaidhean aige air ghathan cosmach. Anns a 'cho-theacsa seo, dh' ainmich e an lorg aige gun fhiosta.
A-rithist, b’ fheudar do Joliot-Curie cur suas ri dreuchd nach gabh àicheadh, ach rinn e tuilleadh rannsachaidh san raon seo. Lorg iad gum faod photons gamma-ray a dhol à sealladh faisg air niuclas trom, a’ cruthachadh paidhir electron-positron, a rèir coltais a rèir foirmle ainmeil Einstein E = mc2 agus an lagh glèidhteachais lùtha agus momentum. Nas fhaide air adhart, dhearbh Frederick fhèin gu bheil pròiseas air a dhol à bith de phaidhir electron-positron, ag adhbhrachadh dà gamma quanta. A bharrachd air positrons bho chàraidean dealanach-positron, bha positronan aca bho ath-bheachdan niùclasach.
5. Seachdamh Co-labhairt Solbha, 1933
Na suidhe san t-sreath aghaidh: Irene Joliot-Curie (an dàrna fear bhon taobh chlì),
Maria Skłodowska-Curie (còigeamh bhon taobh chlì), Lise Meitner (an dàrna fear bhon taobh dheas).
rèididheachd fuadain
Cha b’ e gnìomh sa bhad a bh’ ann lorg rèidio-beò fuadain. Anns a’ Ghearran 1933, le bhith a’ spreadhadh alùmanum, fluorine, agus an uairsin sodium le alpha gràinean, fhuair Joliot neutronan agus isotopan neo-aithnichte. Anns an Iuchar 1933, dh'ainmich iad, le bhith a 'toirt ionnsaigh air aluminium le alpha gràinean, nach robh iad a' faicinn a-mhàin neutrons, ach cuideachd positrons. A rèir Irene agus Frederick, cha b 'urrainnear na positrons san ath-bheothachadh niuclasach seo a chruthachadh mar thoradh air cruthachadh paidhrichean electron-positron, ach dh'fheumadh iad tighinn bhon niuclas atamach.
Chaidh an Seachdamh Co-labhairt Solvay (5) a chumail sa Bhruiseal air 22-29 Dàmhair, 1933. B' e "Structure and Properties of Atomic Nuclei" a bh' air. Bha 41 fiosaig an làthair, a’ toirt a-steach na h-eòlaichean as fhollaisiche san raon seo san t-saoghal. Thug Joliot cunntas air toraidhean nan deuchainnean aca, ag ràdh gu bheil irradachadh boron agus alùmanum le alpha-ghathan a’ toirt a-mach neutron le positron no proton.. Aig a' cho-labhairt seo Lisa Meitner Thuirt i, anns na h-aon deuchainnean le alùmanum agus fluorine, nach d'fhuair i an aon toradh. Ann an eadar-mhìneachadh, cha do roinn i beachd a 'chàraid à Paris mu nàdar niùclasach tùs positrons. Ach, nuair a thill i a dh'obair ann am Berlin, rinn i na deuchainnean sin a-rithist agus air 18 Samhain, ann an litir gu Joliot-Curie, dh'aidich i gu bheil a-nis, na beachd-san, gu dearbh a 'nochdadh positrons bhon niuclas.
A bharrachd air an sin, tha a’ cho-labhairt seo Francis Perrin, an co-aoisean agus an deagh charaid à Paris, a’ bruidhinn a-mach air cuspair positrons. Bha fios bho dheuchainnean gun d’ fhuair iad speactram leantainneach de positrons, coltach ris an speactram de ghràineanan beta ann an lobhadh nàdarrach rèidio-beò. Thàinig tuilleadh mion-sgrùdadh air lùth positrons agus neutronan Perrin chun cho-dhùnadh gum bu chòir dà sgaoileadh a chomharrachadh an seo: an toiseach, sgaoileadh neutronan, an cois cruthachadh niuclas neo-sheasmhach, agus an uairsin sgaoileadh positrons bhon niuclas seo.
Às deidh na co-labhairt stad Joliot na deuchainnean sin airson timcheall air dà mhìos. Agus an uairsin, san Dùbhlachd 1933, dh'fhoillsich Perrin a bheachd air a 'chùis. Aig an aon àm, cuideachd san Dùbhlachd Enrico Fermi moladh an teòiridh mu chrìonadh beta. Bha seo na bhunait teòiridheach airson mìneachadh eòlasan. Tràth ann an 1934, thòisich a 'chàraid bho phrìomh-bhaile na Frainge air na deuchainnean aca.
Dìreach air 11 Faoilleach, feasgar Diardaoin, ghabh Frédéric Joliot foil alùmanum agus spreadh e le alpha gràinean airson 10 mionaidean. Airson a’ chiad uair, chleachd e cuntair Geiger-Muller airson a lorg, agus chan e an seòmar ceò, mar a bha e roimhe. Mhothaich e le iongnadh, nuair a thug e air falbh stòr alpha gràinean bhon fhoil, nach do stad cunntadh positrons, lean na cunntairean gan sealltainn, is e dìreach an àireamh aca air a dhol sìos gu mòr. Cho-dhùin e gum biodh an leth-bheatha 3 mionaidean agus 15 diogan. An uairsin lughdaich e lùth nan alpha gràinean a bha a’ tuiteam air an fhoil le bhith a’ cur breic luaidhe air an t-slighe aca. Agus fhuair e na bu lugha de phositronan, ach cha do dh'atharraich an leth-bheatha.
An uairsin chuir e boron agus magnesium gu na h-aon deuchainnean, agus fhuair e leth-bheatha anns na deuchainnean sin de 14 mionaidean agus 2,5 mionaidean, fa leth. Às deidh sin, chaidh deuchainnean leithid seo a dhèanamh le haidridean, lithium, carbon, beryllium, naitridean, ogsaidean, fluorine, sodium, calcium, nicil agus airgead - ach cha do chunnaic e iongantas coltach ri alùmanum, boron agus magnesium. Chan eil an cuntair Geiger-Muller a 'dèanamh eadar-dhealachadh eadar mìrean dearbhach agus àicheil, agus mar sin dhearbh Frédéric Joliot cuideachd gu bheil e a' dèiligeadh ri dealanan dearbhach. Bha an taobh theicnigeach cudromach cuideachd san deuchainn seo, ie, làthaireachd làidir de ghràineanan alpha agus cleachdadh cuntair gràin mothachail, leithid cuntair Geiger-Muller.
Mar a chaidh a mhìneachadh roimhe seo le paidhir Joliot-Curie, bidh positrons agus neutronan air an leigeil ma sgaoil aig an aon àm anns a’ chruth-atharrachadh niùclasach a chaidh fhaicinn. A-nis, a’ leantainn molaidhean Francis Perrin agus a’ leughadh beachdachaidhean Fermi, cho-dhùin a’ chàraid gun tug a’ chiad ath-bhualadh niuclasach a-mach niuclas neo-sheasmhach agus neutron, agus an uairsin beta a bharrachd air lobhadh den niuclas neo-sheasmhach sin. Mar sin b’ urrainn dhaibh na beachdan a leanas a sgrìobhadh:
Mhothaich na Joliots gu robh leth-bheatha ro ghoirid aig na h-isotopan rèidio-beò a thàinig às a sin ann an nàdar. Dh'ainmich iad na toraidhean aca air 15 Faoilleach 1934, ann an artaigil leis an tiotal "A New Type of Radioactivity". Tràth sa Ghearran, shoirbhich leotha le bhith a 'comharrachadh fosfar agus nitrigin bhon chiad dà fhreagairt bho na h-àireamhan beaga a chaidh a chruinneachadh. Goirid bha fàisneachd ann gum faodadh barrachd isotopan rèidio-beò a bhith air an toirt a-mach ann an ath-bheachdan spreadhaidh niùclasach, cuideachd le cuideachadh bho phrotonaichean, deuterons agus neutron. Anns a 'Mhàrt, chuir Enrico Fermi geall gun deidheadh a leithid de ath-bheachdan a dhèanamh a dh'aithghearr a' cleachdadh neutron. Cha b' fhada gus an do choisinn e an geall.
Fhuair Irena agus Frederick an Duais Nobel ann an Ceimigeachd ann an 1935 airson “synthesis de eileamaidean rèidio-beò ùra”. Dh'ullaich an lorg seo an t-slighe airson isotopan rèidio-beò a dhèanamh, a tha air iomadh cleachdadh cudromach agus luachmhor a lorg ann an rannsachadh bunaiteach, leigheas, agus gnìomhachas.
Mu dheireadh, is fhiach iomradh a thoirt air fiosaigs às na SA, Ernest Lawrence le co-obraichean bho Berkeley agus luchd-rannsachaidh bho Pasadena, nam measg bha Pòla a bha air inntearnas Anndra Sultan. Chaidh cunntadh buillean leis na cunntairean fhaicinn, ged a bha an luathadair air stad a bhith ag obair mu thràth. Cha do chòrd an cunntas seo riutha. Ach, cha do thuig iad gu robh iad a 'dèiligeadh ri rud ùr cudromach agus nach robh iad dìreach a' faighinn a-mach mu rèidio-beò fuadain ...
