改变人类生活的核物理学

图片说明:从左到右，一些对核物理发展做出巨大贡献的科学家是卢瑟福、玻尔和费米。

将一个科学研究领域与其他领域完全分开是非常困难的，所以人们使用不同的学科名称主要是为了便于分类。核物理不仅与各种学科有着密切的联系，而且对人们的生活有着各种各样的影响。

被称为核物理之父的欧内斯特·卢瑟福，通过大量的实验和计算，推翻了他的老师约瑟夫·汤姆森在1911年建立的原子结构的枣饼模型，创造了一个新的原子行星模型。这一发现使人们认识到原子是由原子核和电子组成的，其中带负电的电子围绕着带正电的原子核，从而开创了核研究的新时代。卢瑟福的发现最终导致了原子弹的发明，但是我们应该知道，和其他研究者一样，他的最初目标是不懈地追求科学真理。同时，核物理的实际应用极大地改善了人们的生活方式，甚至改变了我们对世界的看法。我们应该感谢这门学科的发展，而不是害怕它。

核物理的科学意义

许多学科受到卢瑟福核模型的影响。受此启发，丹麦物理学家尼尔斯·玻尔创造性地将量子理论与卢瑟福的核概念结合起来，并将新兴的量子理论发展成为成熟的量子力学。量子力学描述了原子的工作原理，这项研究为许多现代技术铺平了道路，包括硅芯片和电子计算机。

图片说明:欧洲核子研究中心的大型强子对撞机。

在发现原子结构的实验中，卢瑟福用氦原子核轰击其他原子核，放射性衰变被用来在原子核中产生高速粒子。为了更好地控制这一过程，科学家们开发了一种粒子加速器。它可以用基本粒子如粒子、质子或电子轰击其他物体，这为今天的粒子物理研究奠定了基础。粒子加速器进一步发展了设备，如欧洲核研究组织的大型强子对撞机。正是在这里，研究人员发现了希格斯玻色子，被称为上帝粒子，这进一步加深了人们对宇宙的理解。

核物理的另一个主要贡献是核能的发展。八神居里夫妇(世界著名的居里夫人的女儿和女婿，外国女人结婚时通常用丈夫的姓氏，但是为了纪念伟大的居里夫人，这对夫妇采用了两个姓氏相结合的方法)已经证明了裂变产生的中子可以引起连锁反应:当铀原子核被中子轰击时，铀裂变释放能量，同时产生几个新的中子，这些新的中子反过来轰击其他铀原子核，从而导致一系列铀原子核的连续裂变和富能量核能的释放。根据链式反应，美国物理学家费米建造了世界上第一个受控核裂变反应堆，从此核能成为一种重要的能源。为了纪念费米对核物理的贡献，美国原子能委员会设立了费米奖，以表彰各国为和平利用核能做出贡献的科学家。

公众不熟悉的核物理应用是地球科学:通过研究格陵兰岛和南极冰芯的氧同位素比率，核物理可以帮助我们了解地球的历史温度记录；追踪同位素可以帮助我们了解洋流运动、地球缺水地区含水层的性质、地球的地理演化和行星的发展。

核物理与我们的生活

核物理不仅对各个学科都有重大的科学意义，而且与我们的生活密切相关。

图片说明:核物理广泛应用于电子工程和医疗技术领域。

电视阴极射线管是中小粒子加速器在核物理中的实际应用。虽然这项技术已经被液晶显示器、发光二极管和等离子显示器所取代，但它们也是量子技术的产物。粒子加速器也广泛用于医疗，如医院中用于癌症治疗的放射治疗设备。此外，核物理技术是几乎所有成像诊断技术的关键技术环节。x光和CT技术可以使人们不用手术就能观察人体内部状况。

自100多年前核物理诞生以来，它对物理、化学等学科的理论发展以及在生活中的实际应用做出了巨大贡献，从核能的发展到医学诊断，甚至电视音频和视频。核物理研究与时俱进，造福人类。在受益于这一先进科学的同时，我们也应该感谢那些为核物理发展做出贡献的科学家。