3.1 盧瑟福接掌:把「打原子」帶回母校(1919)#
從紐西蘭學生到主任#
盧瑟福(Ernest Rutherford)1895 年作為外校生進入卡文迪許,師從湯姆生研究無線電波。1898 年赴蒙特婁麥吉爾大學,發現釷的放射性衰變並提出蛻變理論(與索迪,1902);1907 年轉曼徹斯特,1911 年以 \(\alpha\) 粒子散射實驗提出原子核模型,1919 年用 \(\alpha\) 粒子轟擊氮,實現人類第一次人工核蛻變。
同年,湯姆生當選三一學院院長,辭去卡文迪許教授。盧瑟福受邀回母校接任第四任教授。
一位「君主式」的科學家#
與湯姆生的「放手」相反,盧瑟福是強勢的家長:
- 大嗓門與口號:「他們在玩雕刻,我們在打開原子的門」;
- 抓住中心課題:全室圍繞核物理,其他課題靠邊站;
- 親自盯進度:每天巡視實驗桌,一句「我看你還沒什麼進展」讓學生徹夜工作;
- 偶爾偉大的直覺:他可以否決錯誤的數據,也會憑直覺否決別人的論文(他對達令與福勒關於氫譜的修正建議,成就了量子力學的一個經驗支柱)。
蒙德實驗室#
1932–33 年,盧瑟福為蘇聯流亡物理學家卡皮察(Pyotr Kapitsa)在自由學校巷新建蒙德實驗室(Mond Lab),專攻強磁場與低溫物理。這顯示他雖然專斷,卻也懂得為傑出人才專門造樓——卡文迪許的規模第一次擴張。
flowchart TD
A[1895 盧瑟福入卡文迪許] --> B[麥吉爾/曼徹斯特<br/>蛻變理論・原子核 1911]
B --> C[1919 人工核蛻變]
C --> D[1919 回任卡文迪許教授]
D --> E[全室轉向核物理]
D --> F[1933 蒙德實驗室<br/>卡皮察低溫強磁場]因果:電子的發現(湯姆生)開啟了「原子可分」的時代,盧瑟福則把「撬開原子核」定為全室任務。接下來十年,中子與人工核分裂將在這裡接連誕生。