اكتشاف النيوترون

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 11 صور
الموسوعة الحرة
جيمس تشادويك في مؤتمر سولفاي عام 1933. وكان تشادويك قد اكتشف النيوترون في العام السابق أثناء عمله في مختبر كافنديش .

كان اكتشاف النيوترون وخصائصه محورياً للتطورات الاستثنائية في الفيزياء الذرية خلال النصف الأول من القرن العشرين. في مطلع القرن، استخدم إرنست رذرفورد تشتت جسيمات ألفا ليكتشف أن كتلة الذرة وشحنتها الكهربائية تتركزان في نواة صغيرة . [ 1 ] : 188 [ 2 ] [ 3 ] وبحلول عام 1920، تم اكتشاف نظائر العناصر الكيميائية ، وتحديد الكتل الذرية لتكون مضاعفات صحيحة تقريباً لكتلة ذرة الهيدروجين ، [ 4 ] وتحديد العدد الذري على أنه شحنة النواة. [ 5 ] : §1.1.2 طوال عشرينيات القرن العشرين، كان يُنظر إلى النواة على أنها تتكون من مزيج من البروتونات والإلكترونات ، وهما الجسيمان الأساسيان المعروفان آنذاك، لكن هذا النموذج انطوى على العديد من التناقضات التجريبية والنظرية. [ 1 ] : 298

تأكدت الطبيعة الأساسية لنواة الذرة باكتشاف النيوترون على يد جيمس تشادويك عام 1932 [ 6 ] وتحديد أنه جسيم أولي جديد، يختلف عن البروتون. [ 7 ] [ 8 ] : 55

استُغِلَّ النيوترون غير المشحون فورًا كوسيلة جديدة لدراسة التركيب النووي، مما أدى إلى اكتشافات مثل إنتاج عناصر مشعة جديدة بواسطة التشعيع النيوتروني (1934) وانشطار ذرات اليورانيوم بواسطة النيوترونات (1938). [ 9 ] أدى اكتشاف الانشطار إلى ابتكار كلٍّ من الطاقة النووية والأسلحة النووية بحلول نهاية الحرب العالمية الثانية. كان يُعتقد أن كلاً من البروتون والنيوترون جسيمات أولية حتى ستينيات القرن العشرين، عندما تبيّن أنهما جسيمات مركبة تتكون من الكواركات . [ 10 ]

اكتشاف النشاط الإشعاعي

في مطلع القرن العشرين، لم يكن الجدل المحتدم حول وجود الذرات قد حُسم بعد. فقد أنكر فلاسفة مثل إرنست ماخ وفيلهلم أوستوالد وجود الذرات، معتبرينها مجرد بناء رياضي ملائم، بينما رأى علماء مثل أرنولد سومرفيلد ولودفيج بولتزمان أن النظريات الفيزيائية تستلزم وجود الذرات. [ 9 ] : 13-14

اكتُشف النشاط الإشعاعي عام 1896 على يد العالم الفرنسي هنري بيكريل ، أثناء عمله على المواد الفسفورية . وفي عام 1898، ميّز إرنست رذرفورد في مختبر كافنديش نوعين من النشاط الإشعاعي، أشعة ألفا وأشعة بيتا ، والتي تختلف في قدرتها على اختراق الأجسام أو الغازات العادية. وبعد ذلك بعامين، اكتشف بول فيلار أشعة غاما ، التي تمتلك قدرة اختراق أكبر. [ 1 ] : 8-9 تم لاحقًا تحديد هذه الإشعاعات على أنها جسيمات معروفة: فقد أثبت والتر كوفمان في عام 1902 أن أشعة بيتا هي إلكترونات، وأثبت رذرفورد وتوماس رويدز في عام 1907 أن أشعة ألفا هي أيونات هيليوم، وأثبت رذرفورد وإدوارد أندرادي في عام 1914 أن أشعة جاما هي إشعاع كهرومغناطيسي، أي شكل من أشكال الضوء . [ 1 ] : 61-62، 87 كما تم تحديد هذه الإشعاعات على أنها تنبعث من الذرات، وبالتالي قدمت أدلة على العمليات التي تحدث داخل الذرات. في المقابل، تم التعرف على هذه الإشعاعات أيضًا كأدوات يمكن استخدامها في تجارب التشتت لاستكشاف باطن الذرات. [ 11 ] : 112-115

تجربة رقاقة الذهب واكتشاف نواة الذرة

رسم تخطيطي لنواة الذرة يشير إلى β −الإشعاع، وهو انبعاث إلكترون سريع من النواة (مع حذف النيوترينو المضاد المصاحب). يوضح الشكل المُدرج تحلل بيتا لنيوترون حر كما هو مفهوم اليوم؛ حيث يتم إنتاج إلكترون ونيوترينو مضاد في هذه العملية.

في جامعة مانشستر بين عامي 1908 و1913، أشرف رذرفورد على هانز جايجر وإرنست مارسدن في سلسلة من التجارب لتحديد ما يحدث عند تشتت جسيمات ألفا من رقاقة معدنية. تُعرف هذه التجربة الآن بتجربة رذرفورد للرقاقة الذهبية ، أو تجربة جايجر-مارسدن، وقد أسفرت هذه القياسات عن اكتشاف استثنائي مفاده أنه على الرغم من أن معظم جسيمات ألفا التي تمر عبر رقاقة ذهبية رقيقة لم تنحرف إلا قليلاً، إلا أن بعضها تشتت بزاوية حادة. أشار التشتت إلى أن بعض جسيمات ألفا ارتدت من مكون صغير، ولكنه كثيف، داخل الذرات. بناءً على هذه القياسات، اتضح لرذرفورد بحلول عام 1911 أن الذرة تتكون من نواة صغيرة ضخمة ذات شحنة موجبة. كانت الكتلة الذرية المركزة ضرورية لتفسير الانحراف الملحوظ لجسيمات ألفا، وقد طور رذرفورد نموذجًا رياضيًا يفسر هذا التشتت. [ 12 ] : 188 [ 2 ]

في حين تم تجاهل نموذج رذرفورد إلى حد كبير في ذلك الوقت، [ 12 ] عندما انضم نيلز بور إلى مجموعة رذرفورد، قام بتطوير نموذج بور للإلكترونات التي تدور حول النواة في عام 1913. [ 13 ] أدى نموذج بور في النهاية إلى نموذج ذري قائم على ميكانيكا الكم بحلول منتصف عشرينيات القرن العشرين.

اكتشاف النظائر

بالتزامن مع أعمال رذرفورد وجايجر ومارسدن، كان عالم الكيمياء الإشعاعية فريدريك سودي في جامعة غلاسكو يدرس المشكلات المتعلقة بالكيمياء في المواد المشعة. وكان سودي قد عمل مع رذرفورد على النشاط الإشعاعي في جامعة ماكجيل . [ 14 ] وبحلول عام 1910، تم تحديد حوالي 40 عنصرًا مشعًا مختلفًا، تُعرف بالعناصر المشعة ، بين اليورانيوم والرصاص، على الرغم من أن الجدول الدوري لا يسمح إلا بـ 11 عنصرًا. وقد باءت جميع محاولات عزل عنصري الميزوثوريوم أو الثوريوم X كيميائيًا عن الراديوم بالفشل. وخلص سودي إلى أن هذين العنصرين متطابقان كيميائيًا. وبناءً على اقتراح مارغريت تود ، أطلق سودي على هذه العناصر المتطابقة كيميائيًا اسم النظائر . [ 15 ] [ 16 ] : 3-5 في عام 1913، اكتشف سودي والمنظّر كازيميرز فايانس بشكل مستقل قانون الإزاحة ، الذي ينص على أن العنصر الذي يخضع لتحلل ألفا ينتج عنصرًا آخر يقع على بعد خانتين إلى اليسار في الجدول الدوري، وأن العنصر الذي يخضع لتحلل بيتا ينتج عنصرًا آخر يقع على بعد خانة واحدة إلى اليمين في الجدول الدوري. وقد مُنح سودي جائزة نوبل في الكيمياء عام 1921 لدراسته للنشاط الإشعاعي واكتشافه للنظائر. [ 17 ]

نسخة طبق الأصل من مطياف الكتلة الثالث لأستون

قبل عام 1919، لم تكن متاحة سوى الأوزان الذرية المتوسطة لعدد كبير جدًا من الذرات. في ذلك العام، بنى فرانسيس أستون أول مطياف كتلة ، وهو شكل مُحسَّن لجهاز بناه ج. ج. طومسون لقياس انحراف الذرات المشحونة إيجابيًا بفعل المجالات الكهربائية والمغناطيسية. تمكن أستون بعد ذلك من فصل نظائر العديد من العناصر الخفيفة ، بما في ذلك النيون .ني و 22اكتشف ني أستون أن النظائر تتطابق مع قاعدة الأعداد الصحيحة لويليام براوت : كتلة كل نظير هي مضاعف صحيح لكتلة الهيدروجين. [ 18 ] [ 4 ]

والجدير بالذكر أن الاستثناء الوحيد لقاعدة الأعداد الصحيحة هذه كان الهيدروجين نفسه، الذي بلغت كتلته 1.008. كانت الكتلة الزائدة ضئيلة، لكنها تجاوزت حدود عدم اليقين التجريبي. أدرك أستون وآخرون أن هذا الاختلاف يعود إلى طاقة الربط بين الذرات. فعندما ترتبط عدة ذرات هيدروجين لتكوين ذرة واحدة، يجب أن تكون طاقة تلك الذرة أقل من مجموع طاقات ذرات الهيدروجين المنفصلة. هذه الطاقة المفقودة، وفقًا لمبدأ تكافؤ الكتلة والطاقة ، تعني أن الكتلة الذرية ستكون أقل بقليل من مجموع كتل مكوناتها. [ 4 ] وقد فاز أستون بجائزة نوبل في الكيمياء عام 1922 لاكتشافه النظائر في عدد كبير من العناصر غير المشعة، ولصياغته لقاعدة الأعداد الصحيحة. [ 19 ]

العدد الذري وقانون موزلي

قبل عام 1913، التزم الكيميائيون بمبدأ مندليف القائل بأن الخصائص الكيميائية تُستمد من الوزن الذري. مع ذلك، لم تتوافق عدة مواقع في الجدول الدوري مع هذا المفهوم. على سبيل المثال ، بدا أن الكوبالت والنيكل معكوسان. [ 20 ] : 82 كما بُذلت محاولات لفهم العلاقة بين الكتلة الذرية والشحنة النووية. عرف رذرفورد من تجاربه في مختبره أن الهيليوم يجب أن تكون له شحنة نووية تساوي 2 وكتلة تساوي 4؛ وكان من المتوقع أن تنطبق هذه النسبة 1:2 على جميع العناصر. في عام 1913، افترض أنطونيوس فان دن بروك أن الجدول الدوري يجب أن يُنظم حسب الشحنة، التي يُرمز لها بـ Z ، وليس الكتلة الذرية، وأن Z لا تساوي نصف الوزن الذري للعناصر تمامًا. [ 1 ] : 228 وقد حل هذا الافتراض مشكلة الكوبالت والنيكل. أدى وضع الكوبالت (Z=27، كتلته 58.97) قبل النيكل الأخف وزنًا (Z=28، كتلته 58.68) إلى الترتيب المتوقع وفقًا للسلوك الكيميائي. [ 21 ] : 180

شرع هنري موزلي في اختبار فرضية بروك بقياس أطياف الانبعاث الكهرومغناطيسي للعناصر الأثقل، مثل الكوبالت والنيكل، لمعرفة ما إذا كانت تتبع الترتيب حسب الوزن أو حسب العدد الذري. [ 22 ] : 345. في عامي 1913-1914، اختبر موزلي هذه المسألة تجريبيًا باستخدام مطيافية الأشعة السينية . ووجد أن أشد خطوط الطول الموجي القصير كثافةً في طيف الأشعة السينية لعنصر معين، والمعروف بخط K-alpha ، يرتبط بموقع العنصر في الجدول الدوري، أي عدده الذري Z. [ 5 ] : §1.1.2. كما وجد موزلي أن ترددات الإشعاع ترتبط بطريقة بسيطة بالعدد الذري للعناصر لعدد كبير منها. [ 23 ] [ 5 ] : 5 [ 21 ] : 181

في غضون عام، لوحظ أن معادلة العلاقة، التي تُعرف الآن بقانون موزلي ، يُمكن تفسيرها باستخدام نموذج بور لعام 1913 مع افتراضات إضافية معقولة حول البنية الذرية في العناصر الأخرى. [ 24 ] : 87 لم تُثبت نتيجة موزلي، وفقًا لتفسير بور اللاحق، العدد الذري ككمية تجريبية قابلة للقياس فحسب، بل أعطته أيضًا معنى فيزيائيًا باعتباره الشحنة الموجبة على نواة الذرة. وبذلك، أصبح بالإمكان ترتيب العناصر في الجدول الدوري وفقًا لعددها الذري، بدلًا من وزنها الذري. [ 25 ] : 127 ربطت هذه النتيجة بين تنظيم الجدول الدوري، ونموذج بور للذرة، [ 26 ] : 56 ونموذج رذرفورد لتشتت جسيمات ألفا من النوى. وقد أشار إليها رذرفورد وبور وآخرون باعتبارها تقدمًا حاسمًا في فهم طبيعة نواة الذرة. [ 27 ]

توقفت الأبحاث الإضافية في الفيزياء الذرية مع اندلاع الحرب العالمية الأولى . قُتل موزلي عام 1915 في معركة غاليبولي ، [ 28 ] [ 21 ] : 182، بينما احتُجز جيمس تشادويك ، طالب رذرفورد ، في ألمانيا طوال فترة الحرب، 1914-1918. [ 29 ] في برلين، توقف عمل ليز مايتنر وأوتو هان البحثي حول تحديد سلاسل الاضمحلال الإشعاعي للراديوم واليورانيوم عن طريق الفصل الكيميائي الدقيق. [ 9 ] : §4 أمضت مايتنر معظم فترة الحرب تعمل كأخصائية أشعة وفنية أشعة سينية طبية بالقرب من الجبهة النمساوية، بينما عمل هان، وهو كيميائي ، على أبحاث في مجال الحرب بالغازات السامة . [ 9 ] : 61-62، 68

تخمين رذرفورد

إرنست رذرفورد

في عام 1920، ألقى رذرفورد محاضرة بيكريان في الجمعية الملكية بعنوان "التركيب النووي للذرات"، وهي ملخص للتجارب الحديثة على أنوية الذرات والاستنتاجات المتعلقة ببنيتها. [ 30 ] [ 8 ] : 23 [ 5 ] : 5. وبحلول عام 1920، كان وجود الإلكترونات داخل نواة الذرة أمرًا شائعًا. وكان يُفترض أن النواة تتكون من أنوية هيدروجين بعدد يساوي العدد الكتلي للذرة. ولكن، نظرًا لأن كل نواة هيدروجين تحمل شحنة + 1e ، فإن النواة تحتاج إلى عدد أقل من "الإلكترونات الداخلية"، كل منها يحمل شحنة -1e ، لمنح النواة شحنتها الكلية الصحيحة. ونظرًا لأن كتلة البروتونات أكبر بحوالي 1800 مرة من كتلة الإلكترونات، فإن كتلة الإلكترونات لا تُؤخذ في الحسبان في هذه الحسابات. [ 1 ] : 230-231. كان هذا النموذج متسقًا مع تشتت جسيمات ألفا من النوى الثقيلة، فضلًا عن شحنة وكتلة العديد من النظائر التي تم تحديدها. وكانت هناك دوافع أخرى لنموذج البروتون-الإلكترون. وكما أشار رذرفورد في ذلك الوقت: "لدينا سبب وجيه للاعتقاد بأن نوى الذرات تحتوي على إلكترونات بالإضافة إلى أجسام موجبة الشحنة ..."، [ 30 ] : 376-377 ، أي أنه كان من المعروف أن إشعاع بيتا عبارة عن إلكترونات منبعثة من النواة. [ 8 ] : 21 [ 5 ] : 5-6   

في تلك المحاضرة، افترض رذرفورد وجود جسيمات جديدة. كان من المعروف أن جسيم ألفا مستقر للغاية، وكان يُفترض أنه يحتفظ بهويته داخل النواة. كان يُفترض أن جسيم ألفا يتكون من أربعة بروتونات وإلكترونين مرتبطين ارتباطًا وثيقًا، مما يمنحه شحنة +2 وكتلة 4. في ورقة بحثية نُشرت عام 1919، [ 31 ] أبلغ رذرفورد عن اكتشاف ظاهري لجسيم جديد ثنائي الشحنة كتلته 3، يُرمز له بـ X++، والذي فُسِّر على أنه يتكون من ثلاثة بروتونات وإلكترون مرتبط ارتباطًا وثيقًا. أوحت هذه النتيجة لرذرفورد باحتمالية وجود جسيمين جديدين: أحدهما يتكون من بروتونين وإلكترون مرتبط ارتباطًا وثيقًا، والآخر يتكون من بروتون واحد وإلكترون مرتبط ارتباطًا وثيقًا. لاحقًا، تبيّن أن كتلة جسيم X++ هي 4، وأنه مجرد جسيم ألفا منخفض الطاقة. [ 8 ] : 25 ومع ذلك، افترض رذرفورد وجود الديوتريوم، وهو جسيم ذو شحنة +1 وكتلة 2، والنيوترون، وهو جسيم متعادل كتلته 1. [ 30 ] : 396 الأول هو نواة الديوتيريوم ، التي اكتشفها هارولد أوري عام 1931. [ 32 ] ستكون كتلة الجسيم المتعادل المفترض قريبة من كتلة البروتون. وقد قرر رذرفورد أن مثل هذا الجسيم عديم الشحنة سيكون من الصعب اكتشافه بالتقنيات المتاحة. [ 30 ] : 396

في الفترة التي سبقت محاضرة رذرفورد، ظهرت منشورات أخرى تحمل اقتراحات مماثلة حول وجود مركب بروتون-إلكترون في النواة، وفي عام 1921، أطلق الكيميائي الأمريكي ويليام هاركنز على الجسيم غير المشحون اسم النيوترون . [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 5 ] : 6 وفي نفس الفترة تقريبًا، تم اعتماد كلمة بروتون للإشارة إلى نواة الهيدروجين. [ 36 ] ويبدو أن كلمة نيوترون مشتقة من الجذر اللاتيني الذي يعني "محايد" واللاحقة اليونانية "-ون" (محاكاةً لكلمتي إلكترون وبروتون ) . [ 37 ] [ 38 ] ومع ذلك ، يمكن العثور على إشارات إلى كلمة نيوترون فيما يتعلق بالذرة في الأدبيات العلمية منذ عام 1899. [ 1 ] : 398 [ 33 ]

بدأ روثرفورد وتشاتويك على الفور برنامجًا تجريبيًا في مختبر كافنديش في كامبريدج للبحث عن النيوترون. [ 8 ] : 27 [ 1 ] : 398 استمرت التجارب طوال عشرينيات القرن العشرين دون نجاح. [ 6 ]

لم تحظَ فرضية رذرفورد و"النيوترون" المفترض بقبول واسع. ففي دراسته المنشورة عام 1931 حول تركيب النوى الذرية والنشاط الإشعاعي ، لم يذكر جورج غاموف ، الذي كان يعمل آنذاك في معهد الفيزياء النظرية في كوبنهاغن، النيوترون. [ 39 ] وفي وقت إجراء قياساتهما في باريس عام 1932، والتي أدت إلى اكتشاف النيوترون، لم يكن إيرين جوليو-كوري وفريدريك جوليو على دراية بهذه الفرضية. [ 40 ]

مشاكل فرضية الإلكترونات النووية

خلال عشرينيات القرن العشرين، افترض الفيزيائيون أن نواة الذرة تتكون من بروتونات وإلكترونات نووية. [ 8 ] : 29-32 [ 41 ] وبناءً على هذه الفرضية، تتكون نواة النيتروجين-14 ( 14N ) من 14 بروتونًا و7 إلكترونات، ما يعني أن شحنتها الصافية ستكون +7 وحدات شحنة أولية ، وكتلتها 14 وحدة كتلة ذرية. كما ستدور حول هذه النواة 7 إلكترونات أخرى، أطلق عليها رذرفورد اسم "الإلكترونات الخارجية"، [ 30 ] : 375 لإكمال ذرة النيتروجين -14 . إلا أن مشاكل هذه الفرضية سرعان ما ظهرت.

أشار رالف كرونيغ في عام 1926 إلى أن البنية فائقة الدقة المرصودة للأطياف الذرية لا تتوافق مع فرضية البروتون-الإلكترون. [ 42 ] تُعزى هذه البنية إلى تأثير النواة على ديناميكيات الإلكترونات الدائرة حولها. كان من المفترض أن تُنتج العزوم المغناطيسية للإلكترونات النووية المفترضة انقسامات طيفية فائقة الدقة مشابهة لتأثير زيمان ، ولكن لم تُلاحظ أي من هذه التأثيرات. [ 43 ] : 199 بدا أن العزم المغناطيسي للإلكترون يتلاشى عندما يكون داخل النواة. [ 1 ] : 299

أثناء زيارته لجامعة أوتريخت عام ١٩٢٨، اطلع كرونيغ على جانبٍ مُثيرٍ للدهشة من الطيف الدوراني لأيون النيتروجين N²⁺ . أظهر القياس الدقيق الذي أجراه ليونارد أورنشتاين ، مدير مختبر الفيزياء في أوتريخت، أن اللف المغزلي لنواة النيتروجين يجب أن يساوي واحدًا. مع ذلك، إذا كانت نواة النيتروجين-١٤ ( ¹⁴N ) مُكوّنة من ١٤ بروتونًا و٧ إلكترونات، وهو عدد فردي من الجسيمات ذات اللف المغزلي ١/٢، فإن اللف المغزلي النووي الناتج يجب أن يكون نصف عدد صحيح. لذلك، اقترح كرونيغ احتمال أن "البروتونات والإلكترونات لا تحتفظ بهويتها بنفس القدر الذي تحتفظ به خارج النواة". [ ١ ] : ٢٩٩-٣٠١ [ ٤٤ ] : ١١٧

أظهرت ملاحظات فرانكو راسيتي عام 1929 لمستويات الطاقة الدورانية للجزيئات ثنائية الذرة باستخدام مطيافية رامان نتائجَ غير متوافقة مع الإحصاءات المتوقعة من فرضية البروتون-الإلكترون. حصل راسيتي على أطياف نطاقية لجزيئي الهيدروجين (H₂ ) والنيتروجين (N₂ ) . وبينما أظهرت خطوط كلا الجزيئين تناوبًا في الشدة بين الضوء والظلام، كان نمط التناوب في الهيدروجين معاكسًا لنمط النيتروجين . بعد تحليل دقيق لهذه النتائج التجريبية، أثبت الفيزيائيان الألمانيان والتر هايتلر وجيرهارد هيرزبرغ أن نوى الهيدروجين تخضع لإحصاءات فيرمي، بينما تخضع نوى النيتروجين لإحصاءات بوز . مع ذلك، أظهرت نتيجة غير منشورة آنذاك ليوجين ويغنر أن النظام المركب الذي يحتوي على عدد فردي من الجسيمات ذات اللف المغزلي 1/2 يخضع لإحصاءات فيرمي، بينما يخضع النظام الذي يحتوي على عدد زوجي من هذه الجسيمات لإحصاءات بوز. فإذا احتوت نواة النيتروجين على 21 جسيمًا، فمن المفترض أن تخضع لإحصاءات فيرمي، وهو ما يخالف الواقع. وهكذا، خلص هيتلر وهيرزبرغ إلى أن: "الإلكترون في النواة... يفقد قدرته على تحديد إحصائيات النواة." [ 44 ] : 117-118

مفارقة كلاين ، [ 45 ] التي اكتشفها أوسكار كلاين عام 1928، طرحت اعتراضات إضافية من منظور ميكانيكا الكم على فكرة انحصار الإلكترون داخل النواة. هذه المفارقة الواضحة والدقيقة، والمستمدة من معادلة ديراك ، تشير إلى أن الإلكترون الذي يقترب من حاجز جهد عالٍ لديه احتمال كبير لاختراق هذا الحاجز من خلال عملية تكوين أزواج . [ 39 ] ظاهريًا، لا يمكن حصر الإلكترون داخل النواة بواسطة أي بئر جهد. وقد أُثير جدل واسع حول معنى هذه المفارقة في ذلك الوقت. [ 43 ] : 199-200

بحلول عام 1930 تقريبًا، أصبح من المسلّم به عمومًا صعوبة التوفيق بين نموذج البروتون-الإلكترون للنوى وعلاقة هايزنبرغ للشك في ميكانيكا الكم. [ 43 ] : 199 [ 1 ] : 299 تشير هذه العلاقة، Δx ⋅Δp ≥ 1/2 ħ ، إلى أن الإلكترون المحصور في منطقة بحجم نواة ذرية يمتلك عادةً طاقة حركية تبلغ حوالي 40 ميغا إلكترون فولت، [ 1 ] : 299 [ أ ] وهي أكبر من الطاقة المرصودة لجسيمات بيتا المنبعثة من النواة. [ 1 ] كما أن هذه الطاقة أكبر بكثير من طاقة ربط النيوكليونات، [ 46 ] : 89 والتي أثبت أستون وآخرون أنها أقل من 9 ميغا إلكترون فولت لكل نيوكليون. [ 47 ] : 511

في عام ١٩٢٧، قام تشارلز إليس ووستر في مختبر كافنديش بقياس طاقات إلكترونات تحلل بيتا. ووجدا أن توزيع الطاقات من أي نواة مشعة معينة كان واسعًا ومتصلًا، وهي نتيجة تتناقض بشكل ملحوظ مع قيم الطاقة المتباينة الملاحظة في تحلل ألفا وجاما. علاوة على ذلك، بدا أن التوزيع المتصل للطاقة يشير إلى أن الطاقة لا تُحفظ في عملية "الإلكترونات النووية" هذه. في عام ١٩٢٩، اقترح بور تعديل قانون حفظ الطاقة ليُفسر التوزيع المتصل للطاقة، وهو اقتراح حظي بدعم فيرنر هايزنبرغ. كانت هذه الاعتبارات منطقية على ما يبدو، نظرًا لأن قوانين ميكانيكا الكم قد قلبت قوانين الميكانيكا الكلاسيكية رأسًا على عقب مؤخرًا.

مع أن كل هذه الاعتبارات لم "تثبت" استحالة وجود الإلكترون في النواة، إلا أنها كانت محيرة وصعبة التفسير بالنسبة للفيزيائيين . وقد وُضعت العديد من النظريات لتفسير كيف يمكن أن تكون الحجج السابقة خاطئة. [ 48 ] : 4-5. في دراسته المنشورة عام 1931، لخص غاموف كل هذه التناقضات، ووضع علامات تحذيرية على العبارات المتعلقة بالإلكترونات في النواة. [ 41 ] : 23

اكتشاف النيوترون

في عام 1930، اكتشف والتر بوث وزميله هربرت بيكر في مدينة جيسن الألمانية أنه عند سقوط جسيمات ألفا عالية الطاقة المنبعثة من البولونيوم على عناصر خفيفة معينة، وتحديدًا البريليوم (94Be ) أو البورون (115B ) أو الليثيوم ( 73Li ) ، ينتج إشعاع ذو قدرة اختراق غير عادية . [ 49 ] وقد أنتج البريليوم الإشعاع الأكثر كثافة . يُعد البولونيوم عنصرًا مشعًا للغاية، إذ يُنتج إشعاع ألفا عالي الطاقة، وكان يُستخدم على نطاق واسع في تجارب التشتت في ذلك الوقت. [ 39 ] : 99-110 . يمكن أن يتأثر إشعاع ألفا بالمجال الكهربائي لأنه يتكون من جسيمات مشحونة. مع ذلك، لم يتأثر الإشعاع المخترق المرصود بالمجال الكهربائي، لذا اعتُقد أنه إشعاع غاما . كان هذا الإشعاع أكثر اختراقًا من أي أشعة غاما معروفة، وكانت تفاصيل النتائج التجريبية صعبة التفسير. [ 50 ] [ 51 ] [ 39 ]

رسم تخطيطي للتجربة التي استُخدمت لاكتشاف النيوترون عام ١٩٣٢. على اليسار، استُخدم مصدر بولونيوم لتشعيع البريليوم بجسيمات ألفا، مما أدى إلى توليد إشعاع غير مشحون. عندما اصطدم هذا الإشعاع بشمع البارافين، انطلقت البروتونات. رُصدت البروتونات باستخدام غرفة تأين صغيرة. مقتبس من تشادويك (١٩٣٢). [ ٦ ]

بعد عامين، أثبتت إيرين جوليو-كوري وفريدريك جوليو في باريس أنه إذا سقط هذا الإشعاع المجهول على شمع البارافين ، أو أي مركب آخر يحتوي على الهيدروجين ، فإنه يقذف بروتونات ذات طاقة عالية جدًا (5  ميغا إلكترون فولت). [ 52 ] لم تكن هذه الملاحظة في حد ذاتها متعارضة مع الطبيعة المفترضة لأشعة غاما لهذا الإشعاع الجديد، ولكن هذا التفسير ( تشتت كومبتون ) كان يعاني من مشكلة منطقية. فمن منظور الطاقة والزخم، يجب أن تمتلك أشعة غاما طاقة عالية للغاية (50  ميغا إلكترون فولت) لتشتيت بروتون ضخم. [ 5 ] : §1.3.1 في روما، أعلن الفيزيائي الشاب إيتوري ماجورانا أن طريقة تفاعل الإشعاع الجديد مع البروتونات تتطلب جسيمًا متعادلًا ثقيلًا مثل البروتون، لكنه رفض نشر نتيجته رغم تشجيع إنريكو فيرمي . [ 53 ]

عند سماع نتائج تجربة باريس، لم يقتنع روثرفورد وجيمس تشادويك في مختبر كافنديش بفرضية أشعة غاما لعدم قدرتها على حفظ الطاقة . [ 54 ] وبمساعدة نورمان فيذر ، [ 55 ] أجرى تشادويك سريعًا سلسلة من التجارب أثبتت عدم صحة فرضية أشعة غاما. في العام السابق، أجرى تشادويك، وجيه إي آر كونستابل، وإي سي بولارد تجارب على تفكك العناصر الخفيفة باستخدام إشعاع ألفا من البولونيوم. [ 56 ] كما طوروا طرقًا أكثر دقة وكفاءة للكشف عن البروتونات المنبعثة وعدّها وتسجيلها. كرر تشادويك عملية توليد الإشعاع باستخدام البريليوم لامتصاص جسيمات ألفا: 9Be + 4He (α) → 12C + 1n . بعد تجربة باريس، وجّه الإشعاع نحو شمع البارافين، وهو هيدروكربون غني بالهيدروجين، مما وفر هدفًا كثيفًا بالبروتونات. كما في تجربة باريس، تسبب الإشعاع في تشتيت بعض البروتونات بفعل الطاقة. قاس تشادويك مدى هذه البروتونات، وقاس أيضًا كيفية تأثير الإشعاع الجديد على ذرات غازات مختلفة. [ 57 ] أظهرت قياسات طاقة الارتداد أن كتلة جسيمات الإشعاع يجب أن تكون مشابهة لكتلة البروتون: لا يمكن أن يتكون الإشعاع الجديد من أشعة غاما. تطابقت الجسيمات غير المشحونة ذات الكتلة المماثلة تقريبًا لكتلة البروتون مع الخصائص التي وصفها رذرفورد عام 1920 والتي سُميت لاحقًا بالنيوترونات. [ 58 ] [ 6 ] [ 59 ] [ 60 ] فاز تشادويك بجائزة نوبل في الفيزياء عام 1935 لاكتشافه هذا. [ 61 ]

وقد أشير إلى عام 1932 فيما بعد باسم " عام المعجزات " للفيزياء النووية في مختبر كافنديش، [ 57 ] مع اكتشافات النيوترون، والتفكك النووي الاصطناعي بواسطة مسرع الجسيمات كوكروفت-والتون ، والبوزيترون .

نموذج البروتون-النيوترون للنواة

نماذج توضح مستويات طاقة النواة والإلكترونات في ذرات الهيدروجين والهيليوم والليثيوم والنيون. في الواقع، يبلغ قطر النواة حوالي 100,000 مرة أصغر من قطر الذرة.

نظراً لمشاكل نموذج البروتون-الإلكترون ، [ 41 ] [ 62 ] سُرعان ما تم قبول أن نواة الذرة تتكون من بروتونات ونيوترونات، على الرغم من أن الطبيعة الدقيقة للنيوترون لم تكن واضحة في البداية. في غضون أشهر من اكتشاف النيوترون، اقترح كل من فيرنر هايزنبرغ [ 63 ] [ 64 ] [ 65 ] [ 60 ] وديمتري إيفانينكو [ 66 ] نماذج البروتون-النيوترون للنواة. [ 67 ] تناولت أبحاث هايزنبرغ الرائدة وصف البروتونات والنيوترونات في النواة من خلال ميكانيكا الكم. وبينما كانت نظرية هايزنبرغ للبروتونات والنيوترونات في النواة "خطوة رئيسية نحو فهم النواة كنظام ميكانيكي كمي"، [ 68 ] فقد افترض وجود إلكترونات نووية. على وجه الخصوص، افترض هايزنبرغ أن النيوترون مركب من بروتون وإلكترون، وهو ما لا يوجد له تفسير ميكانيكي كمي. لم يكن لدى هايزنبرغ تفسير لكيفية ارتباط الإلكترونات الخفيفة داخل النواة. قدم هايزنبرغ أول نظرية لقوى التبادل النووي التي تربط النيوكليونات. اعتبر البروتونات والنيوترونات حالات كمية مختلفة لنفس الجسيم، أي نيوكليونات تتميز بقيمة أعدادها الكمية للإيزوسبين النووي.

فسّر نموذج البروتون-النيوترون لغز النيتروجين الجزيئي. عندما اقتُرح أن يتكون النيتروجين -14 من 3 أزواج من البروتونات و3 أزواج من النيوترونات، بالإضافة إلى نيوترون وبروتون غير مزدوجين يساهم كل منهما بدوران مقداره ½ ħ في نفس الاتجاه ، ليصبح الدوران الكلي 1 ħ، أصبح النموذج قابلاً للتطبيق. [ 69 ] [ 70 ] [ 71 ] وسرعان ما استُخدمت النيوترونات لتفسير اختلافات الدوران في العديد من النوى المختلفة بنفس الطريقة.  

إذا كان نموذج البروتون-النيوترون للنواة قد حلّ العديد من المشكلات، فقد سلّط الضوء على مشكلة تفسير أصول إشعاع بيتا. لم تكن أي نظرية موجودة آنذاك قادرة على تفسير كيفية انبعاث الإلكترونات أو البوزيترونات من النواة. [ 72 ] [ 73 ] في عام 1934، نشر إنريكو فيرمي بحثه الكلاسيكي الذي يصف عملية تحلل بيتا ، حيث يتحلل النيوترون إلى بروتون من خلال إنتاج إلكترون ونيوترينو (لم يكن قد اكتُشف بعد) . [ 74 ] استخدم البحث تشبيهًا بأن الفوتونات ، أو الإشعاع الكهرومغناطيسي، تُنتَج وتُدمَّر بطريقة مماثلة في العمليات الذرية. وكان إيفانينكو قد اقترح تشبيهًا مشابهًا في عام 1932. [ 69 ] [ 75 ] تتطلب نظرية فيرمي أن يكون النيوترون جسيمًا ذو لف مغزلي ½ . حافظت النظرية على مبدأ حفظ الطاقة، الذي كان موضع تساؤل بسبب التوزيع المستمر للطاقة لجسيمات بيتا. كانت النظرية الأساسية لتحلل بيتا التي اقترحها فيرمي أول نظرية تُظهر كيفية خلق الجسيمات وتدميرها. وقد أرست هذه النظرية أساسًا عامًا لتفاعل الجسيمات بفعل القوى الضعيفة والقوية. [ 74 ] ورغم أن هذه الورقة البحثية المؤثرة صمدت أمام اختبار الزمن، إلا أن الأفكار التي تضمنتها كانت جديدة لدرجة أنها رُفضت عند تقديمها لأول مرة إلى مجلة نيتشر عام 1933، باعتبارها نظريةً مُفرطة في التكهنات. [ 68 ]

طبيعة النيوترون

المؤتمر السابع لسولفاي، 1933.

استمر الجدل حول ما إذا كان النيوترون جسيمًا مركبًا من بروتون وإلكترون لعدة سنوات بعد اكتشافه. [ 76 ] [ 77 ] في عام 1932، استكشف هاري ماسي نموذجًا للنيوترون المركب لتفسير قدرته الهائلة على اختراق المادة وحياده الكهربائي، [ 78 ] على سبيل المثال. كانت هذه المسألة إرثًا للاعتقاد السائد في عشرينيات القرن الماضي بأن الجسيمات الأولية الوحيدة هي البروتون والإلكترون.

كانت طبيعة النيوترون موضوعًا رئيسيًا للنقاش في مؤتمر سولفاي السابع الذي عُقد في أكتوبر 1933، والذي حضره هايزنبرغ، ونيلز بور ، وليز مايتنر ، وإرنست لورانس ، وفيرمي، وتشادويك، وآخرون. [ 68 ] [ 79 ] وكما طرح تشادويك في محاضرته في بيكريان عام 1933، كان السؤال الرئيسي هو كتلة النيوترون بالنسبة إلى البروتون. إذا كانت كتلة النيوترون أقل من مجموع كتلتي البروتون والإلكترون (إذا كانت كتلة النيوترون 1.0078 دالتون  ، فقد يكون مركباً من بروتون وإلكترون بسبب نقص الكتلة الناتج عن طاقة الربط النووي . أما إذا كانت كتلته أكبر من مجموع الكتلتين، فإن النيوترون يكون عنصرياً مثل البروتون. [ 59 ] كان السؤال صعباً لأن كتلة الإلكترون لا تتجاوز 0.05% من كتلة البروتون، مما استلزم قياسات دقيقة للغاية.

تتجلى صعوبة إجراء القياس في القيم المتباينة لكتلة النيوترون التي تم الحصول عليها بين عامي 1932 و1934. أما القيمة المقبولة اليوم فهي1.008 66 دا  . في ورقة تشادويك البحثية عام 1932 التي أبلغ فيها عن الاكتشاف، قدّر كتلة النيوترون بما بين1.005 دالتون  و1.008 دالتون  . [ 54 ] من خلال قذف البورون بجسيمات ألفا، حصل فريدريك وإيرين جوليو-كوري على قيمة عالية لـ1.012 دالتون  ، بينما قام فريق إرنست لورانس في جامعة كاليفورنيا بقياس القيمة الصغيرة1.0006 دالتون  باستخدام السيكلوترون الجديد الخاص بهم . [ 80 ]

في عام 1935، حلّ تشادويك وطالبه في الدكتوراه موريس غولدهاير المسألة من خلال الإبلاغ عن أول قياس دقيق لكتلة النيوترون. استخدموا  أشعة غاما ذات طاقة 2.6 ميغا إلكترون فولت المنبعثة من الثاليوم -208 ( 208Tl ) (المعروف آنذاك باسم "الثوريوم C" ) لتفكيك الديوتريوم ضوئيًا . [ 81 ]

2 1 د + γ → 1 1 H + ن

في هذا التفاعل، يمتلك البروتون والنيوترون الناتجين طاقة حركية متساوية تقريبًا، نظرًا لتساوي كتلتيهما تقريبًا. يمكن قياس الطاقة الحركية للبروتون الناتج (0.24 ميغا إلكترون فولت)، وبالتالي يمكن تحديد طاقة ربط الديوتريوم (2.6  ميغا إلكترون فولت - 2(0.24  ميغا إلكترون فولت) = 2.1  ميغا إلكترون فولت).0.0023 دالتون  ). ويمكن بعد ذلك تحديد كتلة النيوترون من خلال معادلة توازن الكتلة البسيطة.

م د + يكون = م ب + م ن

حيث تشير m وd وp وn إلى كتلة الديوتريوم والبروتون والنيوترون على التوالي، و"be" هي طاقة الربط. كانت كتل الديوتريوم والبروتون معروفة؛ استخدم تشادويك وغولدهاير القيمتين 2.0142  دالتون و1.0081  دالتون على التوالي. ووجدا أن كتلة النيوترون أكبر بقليل من كتلة البروتون.1.0084 دالتون  أو1.0090 دالتون  ، اعتمادًا على القيمة الدقيقة المستخدمة لكتلة الديوتريوم. [ 7 ] كانت كتلة النيوترون كبيرة جدًا بحيث لا يمكن أن تكون مركبًا من بروتون وإلكترون، ولذلك تم تحديد النيوترون على أنه جسيم أولي. [ 54 ] توقع تشادويك وغولدهاير أن النيوترون الحر سيكون قادرًا على التحلل إلى بروتون وإلكترون ونيوترينو ( تحلل النيوترون الحر ).

فيزياء النيوترونات في ثلاثينيات القرن العشرين

بعد فترة وجيزة من اكتشاف النيوترون، أشارت أدلة غير مباشرة إلى أن له قيمة غير صفرية غير متوقعة لعزمه المغناطيسي. بدأت محاولات قياس العزم المغناطيسي للنيوترون باكتشاف أوتو شتيرن عام 1933 في هامبورغ أن البروتون يمتلك عزمًا مغناطيسيًا كبيرًا بشكل غير طبيعي. [ 82 ] [ 83 ] وبحلول عام 1934، استنتجت مجموعات بقيادة شتيرن، الموجودة حاليًا في بيتسبرغ ، وإيل رابي في نيويورك، بشكل مستقل، أن العزم المغناطيسي للنيوترون سالب وكبير بشكل غير متوقع، وذلك من خلال قياس العزوم المغناطيسية للبروتون والديوتريوم . [ 77 ] [ 84 ] [ 85 ] [ 86 ] [ 87 ] كما حدد روبرت باخر [ 88 ] (1933) في آن أربور ، وآي واي تام وإس إيه ألتشولر [ 77 ] [ 89 ] (1934) في الاتحاد السوفيتي ، قيم العزم المغناطيسي للنيوترون من خلال دراسات البنية فائقة الدقة للأطياف الذرية. وبحلول أواخر الثلاثينيات، استنتجت مجموعة رابي قيمًا دقيقة للعزم المغناطيسي للنيوترون، باستخدام قياسات وظفت تقنيات الرنين المغناطيسي النووي المطورة حديثًا. [ 87 ] وكانت القيمة الكبيرة للعزم المغناطيسي للبروتون والقيمة السالبة المستنتجة للعزم المغناطيسي للنيوترون غير متوقعة، وأثارت العديد من التساؤلات. [ 77 ]

فيرمي وطلابه ( طلاب شارع بانيسبيرنا ) في فناء معهد الفيزياء بجامعة روما في شارع بانيسبيرنا، حوالي عام ١٩٣٤. من اليسار إلى اليمين: أوسكار داغوستينو ، إميليو سيغري ، إدواردو أمالدي ، فرانكو راسيتي، وفيرمي.

أتاح اكتشاف النيوترون للعلماء أداةً جديدةً لدراسة خصائص نوى الذرات. استُخدمت جسيمات ألفا على مدى العقود السابقة في تجارب التشتت، لكن هذه الجسيمات، وهي نوى الهيليوم، تحمل شحنة +2. هذه الشحنة تجعل من الصعب على جسيمات ألفا التغلب على قوة التنافر الكولومية والتفاعل مباشرةً مع نوى الذرات. ولأن النيوترونات لا تحمل شحنة كهربائية، فإنها لا تحتاج إلى التغلب على هذه القوة للتفاعل مع النوى. وبالتزامن تقريبًا مع اكتشافها، استخدم نورمان فيذر ، زميل تشادويك وتلميذه، النيوترونات في تجارب تشتت مع النيتروجين. [ 90 ] استطاع فيذر أن يُثبت أن النيوترونات المتفاعلة مع نوى النيتروجين تتشتت إلى بروتونات أو تُحفز النيتروجين على التفكك لتكوين البورون مع انبعاث جسيم ألفا. وبذلك، كان فيذر أول من أظهر أن النيوترونات تُنتج تفككات نووية.

في روما ، قام إنريكو فيرمي وفريقه بقصف العناصر الثقيلة بالنيوترونات، ووجدوا أن النواتج مشعة. وبحلول عام ١٩٣٤، كانوا قد استخدموا النيوترونات لتحفيز النشاط الإشعاعي في ٢٢ عنصرًا مختلفًا، العديد منها عناصر ذات أعداد ذرية عالية. لاحظ فيرمي أن تجارب أخرى بالنيوترونات في مختبره بدت أكثر فعالية على طاولة خشبية مقارنةً بطاولة رخامية، فاشتبه في أن بروتونات الخشب تُبطئ النيوترونات، مما يزيد من احتمالية تفاعلها مع النوى. لذلك، مرر فيرمي النيوترونات عبر شمع البارافين لإبطائها، ووجد أن النشاط الإشعاعي لبعض العناصر التي قُصفت قد ازداد بعشرات إلى مئات المرات. [ ٩١ ] إن المقطع العرضي للتفاعل مع النوى أكبر بكثير بالنسبة للنيوترونات البطيئة منه بالنسبة للنيوترونات السريعة. في عام 1938، حصل فيرمي على جائزة نوبل في الفيزياء "لإسهاماته في إثبات وجود عناصر مشعة جديدة ناتجة عن تشعيع النيوترونات، واكتشافه للتفاعلات النووية التي تحدث بفعل النيوترونات البطيئة" . [ 92 ] [ 93 ] لاحقًا، روى فيرمي لتشاندراسيكار أنه كان يخطط في الأصل لوضع قطعة من الرصاص هناك، لكن شعورًا غامضًا وبديهيًا دفعه لوضع البارافين بدلًا من ذلك. [ 94 ] [ 95 ]

ليز مايتنر وأوتو هان في مختبرهما عام 1913. [ 9 ]
يحدث الانشطار النووي نتيجة امتصاص اليورانيوم -235 لنيوترون . ويتفتت النظير الثقيل إلى مكونات أخف ونيوترونات إضافية.

في برلين ، واصل تعاون ليز مايتنر وأوتو هان ، بمساعدة مساعدهما فريتز ستراسمان ، البحث الذي بدأه فيرمي وفريقه عندما قصفوا اليورانيوم بالنيوترونات. بين عامي 1934 و1938، اكتشف هان ومايتنر وستراسمان عددًا كبيرًا من نواتج التحول الإشعاعي من هذه التجارب، والتي اعتبروها جميعًا نظائر عابرة لليورانيوم . [ 96 ] النظائر العابرة لليورانيوم هي تلك التي يزيد عددها الذري عن اليورانيوم (92)، وتتكون عن طريق امتصاص النيوترونات؛ وهذه النظائر لا توجد في الطبيعة. في يوليو 1938، اضطرت مايتنر إلى الفرار من الاضطهاد المعادي للسامية في ألمانيا النازية بعد ضم النمسا ، وتمكنت من الحصول على وظيفة جديدة في السويد. أسفرت التجربة الحاسمة التي أُجريت في 16-17 ديسمبر 1938 (باستخدام عملية كيميائية تُسمى " تجزئة الراديوم-الباريوم-الميزوثوريوم ") عن نتائج مُحيرة: فقد تبين أن ما كان يُعتقد أنه ثلاثة نظائر للراديوم يتصرف باستمرار على أنه باريوم . [ 9 ] ينتمي الراديوم (العدد الذري 88) والباريوم (العدد الذري 56) إلى نفس المجموعة الكيميائية . وبحلول يناير 1939 ، استنتج هان أن ما كان يُعتقد أنه نويدات عابرة لليورانيوم هو في الواقع نويدات أخف بكثير، مثل الباريوم واللانثانوم والسيريوم والبلاتينويدات الخفيفة . وقد فسرت مايتنر وابن أخيها أوتو فريش هذه الملاحظات على الفور وبشكل صحيح على أنها ناتجة عن الانشطار النووي ، وهو مصطلح صاغه فريش. [ 97 ]

اكتشف هان وزملاؤه انشطار نوى اليورانيوم، التي أصبحت غير مستقرة بفعل امتصاص النيوترونات، إلى عناصر أخف. كما أظهر مايتنر وفريش أن انشطار كل ذرة يورانيوم يُطلق حوالي 200 ميغا إلكترون فولت من الطاقة. أثار اكتشاف الانشطار حماسة مجتمع الفيزيائيين الذريين والجمهور على مستوى العالم. [ 9 ] في منشورهم الثاني حول الانشطار النووي، تنبأ هان وستراسمان بوجود نيوترونات إضافية وتحررها أثناء عملية الانشطار. [ 98 ] أثبت فريدريك جوليو وفريقه أن هذه الظاهرة عبارة عن تفاعل متسلسل في مارس 1939. في عام 1945، حصل هان على جائزة نوبل في الكيمياء لعام 1944 "لاكتشافه انشطار النوى الذرية الثقيلة" . [ 99 ] [ 100 ]

بعد عام 1939

تم تفجير أول قنبلة ذرية في تجربة ترينيتي التابعة لمشروع مانهاتن عام 1945.

شكّل اكتشاف الانشطار النووي في نهاية عام 1938 تحولاً في مراكز الأبحاث النووية من أوروبا إلى الولايات المتحدة. هاجر عدد كبير من العلماء إلى الولايات المتحدة هرباً من الاضطرابات ومعاداة السامية في أوروبا والحرب الوشيكة [ 101 ] : 407-410 (انظر: العلماء اليهود ومشروع مانهاتن ). كانت الجامعات الأمريكية، ولا سيما جامعة كولومبيا في نيويورك وجامعة شيكاغو حيث انتقل إنريكو فيرمي، [ 102 ] [ 103 ] ومنشأة بحثية سرية في لوس ألاموس ، نيو مكسيكو ، أُنشئت عام 1942، والتي أصبحت المقر الجديد لمشروع مانهاتن . [ 104 ] ركز هذا المشروع الحربي على بناء أسلحة نووية ، باستخدام الطاقة الهائلة المنبعثة من انشطار اليورانيوم أو البلوتونيوم من خلال تفاعلات متسلسلة تعتمد على النيوترونات.

كان اكتشاف النيوترون والبوزيترون عام 1932 بدايةً لاكتشاف العديد من الجسيمات الجديدة. اكتُشفت الميونات عام 1936، والبيونات والكاونات عام 1947، وجسيمات لامدا عام 1950. وخلال خمسينيات وستينيات القرن العشرين، اكتُشف عدد كبير من الجسيمات تُسمى الهادرونات . عُرف نظام تصنيف هذه الجسيمات، الذي اقترحه موراي جيل مان [ 105 ] وجورج زويج [ 106 ] [ 107 ] بشكل مستقل عام 1964، بنموذج الكواركات . وبموجب هذا النموذج، لم تكن جسيمات مثل البروتون والنيوترون أولية، بل مُكوّنة من تكوينات مختلفة لعدد قليل من الجسيمات الأولية الأخرى التي تُسمى البارتونات أو الكواركات . وقد خضع نموذج الكواركات للتحقق التجريبي بدءًا من أواخر ستينيات القرن العشرين، وقدّم في النهاية تفسيرًا للعزم المغناطيسي الشاذ للنيوترون. [ 108 ] [ 10 ]

مقاطع فيديو

ملاحظات توضيحية

  1. ↑ في نواة نصف قطرها r في حدود 5×10⁻¹³ سم ، يتطلب مبدأ عدم اليقين أن يكون للإلكترون زخم p في حدود h / r . هذا الزخم يعني أن للإلكترون طاقة حركية (نسبية) تبلغ حوالي 40 ميغا إلكترون فولت. [ 46 ] : 89

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 بايس، أبراهام (1986). رحلة إلى الداخل . أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 978-0198519973.
  2. 1 2 روثرفورد، إي. (1911). "تشتت جسيمات ألفا وبيتا بواسطة المادة وبنية الذرة" . المجلة الفلسفية . السلسلة 6 (21): 669-688 . doi : 10.1080/14786440508637080 . تاريخ الاسترجاع: 15 نوفمبر 2017 .
  3. ↑ لونغ إير، إم إس (2003). المفاهيم النظرية في الفيزياء: رؤية بديلة للاستدلال النظري في الفيزياء . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 377-378 . ISBN  978-0-521-52878-8.
  4. 1 2 3 سكوايرز، جوردون (1998). "فرانسيس أستون ومطياف الكتلة". معاملات دالتون (23): 3893-3900 . doi : 10.1039/a804629h .
  5. 1 2 3 4 5 6 7 بيرن، ج. النيوترونات، النوى، والمادة ، منشورات دوفر، مينولا، نيويورك، 2011، ISBN 0486482383
  6. 1 2 3 4 تشادويك، جيمس (1932). "وجود النيوترون" . وقائع الجمعية الملكية أ . 136 (830): 692-708 . Bibcode : 1932RSPSA.136..692C . doi : 10.1098/rspa.1932.0112 .
  7. 1 2 تشادويك، ج.؛ غولدهاير، م. (1935). "تأثير كهروضوئي نووي" . وقائع الجمعية الملكية أ . 151 (873): 479-493 . Bibcode : 1935RSPSA.151..479C . doi : 10.1098/rspa.1935.0162 .
  8. 1 2 3 4 5 6 ستوير، روجر هـ. (1983). "فرضية الإلكترون النووي". في شيا، ويليام ر. (محرر). أوتو هان ونشأة الفيزياء النووية . دوردريخت، هولندا: شركة دي. ريدل للنشر. ص 19-67 . ISBN  978-90-277-1584-5.
  9. 1 2 3 4 5 6 7 رايف، باتريشيا (1999). ليز مايتنر وفجر العصر النووي . بازل، سويسرا: بيركهاوزر. ISBN 978-0-8176-3732-3.
  10. 1 2 بيركنز، دونالد هـ. (1982)، مقدمة في فيزياء الطاقة العالية ، أديسون ويسلي، ريدينغ، ماساتشوستس، ص 201-202 ، ISBN  978-0-201-05757-7
  11. ↑ مالي، مارجوري (2011)، النشاط الإشعاعي: تاريخ علم غامض ( طبعة مصورة)، مطبعة جامعة أكسفورد، رقم ISBN  9780199766413
  12. 1 2 بايس، أبراهام (2002). القيد الداخلي: المادة والقوى في العالم المادي (طبعة معاد طباعتها ). أكسفورد: مطبعة كلارندون [ua] ISBN  978-0-19-851997-3.
  13. ↑ بور، ن. (1913). "حول تركيب الذرات والجزيئات، الجزء الأول" (ملف PDF) . المجلة الفلسفية . 26 (151): 1-24 . Bibcode : 1913PMag...26....1B . doi : 10.1080/14786441308634955 .
  14. ↑ "جائزة نوبل في الكيمياء 1921 - السيرة الذاتية لفريدريك سودي" . Nobelprize.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 سبتمبر 2019 .
  15. ↑ فليك، ألكسندر (يناير 1997). "فريدريك سودي، 1877-1956" . مذكرات السيرة الذاتية لزملاء الجمعية الملكية . 3 : 203-216 . doi : 10.1098/rsbm.1957.0014 .
  16. ↑ تشوبين، غريغوري؛ ليليينزين، يان-أولوف؛ ريدبيرغ، يان (2013)، الكيمياء الإشعاعية والكيمياء النووية (الطبعة الرابعة )، دار النشر الأكاديمية، رقم ISBN  978-0124058972
  17. ↑ "جائزة نوبل في الكيمياء 1921: فريدريك سودي - سيرة ذاتية" . Nobelprize.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 مارس 2014 .
  18. ↑ أستون، فرانسيس ويليام. أطياف الكتلة والنظائر. لندن: إدوارد أرنولد، 1942.
  19. ↑ "جائزة نوبل في الكيمياء 1922: فرانسيس دبليو أستون - سيرة ذاتية" . Nobelprize.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 نوفمبر 2017 .
  20. ↑ هيلبرون، جيه إل (1974). إتش جي جيه موزلي: حياة ورسائل عالم فيزياء إنجليزي، 1887-1915 . مطبعة جامعة كاليفورنيا. ISBN 0520023757.
  21. 1 2 3 أبراهام بايس (1991). زمن نيلز بور: في الفيزياء والفلسفة والسياسة . مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 0-19-852049-2.
  22. ↑ هيلبرون، جون (1966)، "أعمال إتش جي جيه موزلي"، إيزيس ، 57 (3): 336-364 ، doi : 10.1086/350143 ، JSTOR 228365 ، S2CID 144765815  
  23. ↑ موسلي، هنري جي جي (1913). "أطياف الترددات العالية للعناصر" . المجلة الفلسفية . 26 (156): 1024-1034 . doi : 10.1080/14786441308635052 .
  24. ↑ برنارد، جافي (1971)، موسلي وترقيم العناصر ، دابلداي، ASIN B009I5KZGM 
  25. ↑ بورن، ماكس (2013)، الفيزياء الذرية (الطبعة الثامنة )، دار نشر كورير، رقم ISBN  9780486318585
  26. ↑ كراغ، هيلج (2002). أجيال الكم: تاريخ الفيزياء في القرن العشرين (طبعة مُعاد طباعتها ). مطبعة جامعة برينستون. ISBN  978-0691095523.
  27. ↑ "مقابلة تاريخية شفهية: نيلز بور، الجلسة الأولى" . المعهد الأمريكي للفيزياء ، مكتبة وأرشيف نيلز بور. 31 أكتوبر 1962. تاريخ الاطلاع: 25 أكتوبر 2017 .
  28. ↑ رينوسا، بيتر (7 يناير 2016). "قصيدة لهنري موزلي" . هافينغتون بوست . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 نوفمبر 2017 .
  29. ↑ «هذا الشهر في تاريخ الفيزياء: مايو 1932: تشادويك يُعلن اكتشاف النيوترون» . أخبار الجمعية الفيزيائية الأمريكية . 16 (5). 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 نوفمبر 2017 .
  30. 1 2 3 4 5 روثرفورد، إي. (1920). "محاضرة بيكريان: التركيب النووي للذرات" . وقائع الجمعية الملكية أ . 97 (686): 374-400 . Bibcode : 1920RSPSA..97..374R . doi : 10.1098/rspa.1920.0040 .
  31. ↑ روثرفورد، إي. (1919). "تصادم جسيمات ألفا مع الذرات الخفيفة". المجلة الفلسفية . 37 : 571.
  32. ↑ أوري، هـ.؛ بريكويد، ف.؛ مورفي، ج. (1932). "نظير الهيدروجين ذو الكتلة 2" . مجلة Physical Review . 39 (1): 164-165 . Bibcode : 1932PhRv...39..164U . doi : 10.1103/PhysRev.39.164 .
  33. 1 2 فيذر، ن. (1960). "تاريخ النيوترونات والنوى. الجزء 1". الفيزياء المعاصرة . 1 (3): 191-203 . Bibcode : 1960ConPh...1..191F . doi : 10.1080/00107516008202611 .
  34. ↑ هاركنز، ويليام (1921). "تركيب واستقرار النوى الذرية. (مساهمة في موضوع التطور غير العضوي)". المجلة الفلسفية . 42 (249): 305. doi : 10.1080/14786442108633770 .
  35. ↑ جلاسون، جيه إل (1921). "محاولات للكشف عن وجود النيوترونات في أنبوب التفريغ" . المجلة الفلسفية . 42 (250): 596. doi : 10.1080/14786442108633801 .
  36. ↑ ذكر رذرفوردفي حاشية لكتاب ماسون ، أو. (1921). "الرابع والعشرون. تركيب الذرات" . المجلة الفلسفية . السلسلة 6. 41 (242): 281-285 . doi : 10.1080/14786442108636219 .
  37. ^ باولي، دبليو (1985). “Das Jahr 1932 die Entdeckung des Neutrons”. فولفغانغ باولي Wissenschaftlicher موجز mit Bohr، Einstein، Heisenberg ua . مصادر في تاريخ الرياضيات والعلوم الفيزيائية. المجلد. 6. ص. 105. دوى : 10.1007/978-3-540-78801-0_3 . رقم ISBN   978-3-540-13609-5.
  38. ↑ هندري، جون، محرر. (1984-01-01)، فيزياء كامبريدج في الثلاثينيات ، بريستول: آدم هيلجر المحدودة (نُشر عام 1984)، رقم ISBN 978-0852747612{{citation}}: CS1 maint: publisher location ( link )
  39. 1 2 3 4 جورج غاموف "تركيب النوى الذرية والنشاط الإشعاعي". (سلسلة الدراسات الدولية في الفيزياء). 114 صفحة + 8 صفحات تمهيدية. (أكسفورد: مطبعة كلارندون؛ لندن: مطبعة جامعة أكسفورد، 1931).
  40. ↑ كروثر، جي جي (1971). "روثرفورد العظيم" . مجلة نيو ساينتست ومجلة ساينس . 51 (3): 464-466 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 سبتمبر 2017 .
  41. 1 2 3 براون، لوري م. (1978). "فكرة النيوترينو". فيزياء اليوم . 31 (9): 23. Bibcode : 1978PhT....31i..23B . doi : 10.1063/1.2995181 . S2CID 121080564. خلال عشرينيات القرن العشرين، تبنى الفيزيائيون الرأي القائل بأن المادة تتكون من نوعين فقط من الجسيمات الأولية، وهما الإلكترونات والبروتونات . 
  42. ↑ دي إل. كرونيغ، ر. (1926-06-01). "حول نظرية تشتت الأشعة السينية" . مجلة الجمعية البصرية الأمريكية . 12 (6): 547. doi : 10.1364/JOSA.12.000547 . ISSN 0030-3941 . 
  43. 1 2 3 ستوير، روجر هـ. (1985). "نيلز بور والفيزياء النووية" . في: فرينش، أ.ب.؛ كينيدي، ب.ج. (محرران). نيلز بور: مجلد الذكرى المئوية . مطبعة جامعة هارفارد. ص 197-220 . ISBN  978-0674624160.
  44. 1 2 ستوير، روجر (2018)، عصر البراءة: الفيزياء النووية بين الحربين العالميتين الأولى والثانية ، مطبعة جامعة أكسفورد، ISBN 9780192562906
  45. ^ كلاين، أو. (1929). "انعكاس الإلكترونات على الإمكانات الناشئة عن الديناميكية النسبية لديراك". Zeitschrift für Physik . 53 ( 3– 4): 157. بيب كود : 1929ZPhy...53..157K . دوى : 10.1007/BF01339716 . S2CID 121771000 . 
  46. 1 2 بيث، هـ.؛ باخر، ر. (1936)، "الفيزياء النووية أ. الحالات المستقرة للنوى" (ملف PDF) ، مراجعات الفيزياء الحديثة ، 8 (82): 82-229 ، رمز Bibcode : 1936RvMP....8...82B ، doi : 10.1103/RevModPhys.8.82
  47. ↑ أستون، ف. و. (1927). "محاضرة بيكريان - مطياف كتلة جديد وقاعدة الأعداد الصحيحة" . وقائع الجمعية الملكية أ . 115 (772): 487-514 . رمز Bibcode : 1927RSPSA.115..487A . doi : 10.1098/rspa.1927.0106 .
  48. ↑ كينيث س. كرين (5 نوفمبر 1987). مقدمة في الفيزياء النووية . وايلي. ISBN 978-0-471-80553-3.
  49. ↑ «جائزة نوبل في الفيزياء 1954» . nobelprize.org . تاريخ الاطلاع: 23 مارس 2023. في عام 1930، قام بوث، بالتعاون مع هـ. بيكر، بقصف البريليوم ذي الكتلة 9 (وكذلك البورون والليثيوم) بأشعة ألفا المشتقة من البولونيوم، وحصل على شكل جديد من الإشعاع...
  50. ^ بوث ، دبليو. بيكر، هـ. (1930). "Künstliche Erregung von Kern-γ-Strahlen" [ الإثارة الاصطناعية للإشعاع النووي γ ] . Zeitschrift für Physik (باللغة الألمانية). 66 ( 5– 6): 289. بيب كود : 1930ZPhy...66..289B . دوى : 10.1007/BF01390908 . S2CID 122888356 . 
  51. ^ بيكر، هـ. بوث، دبليو (1932). "Die in Bor und Beryllium erregten γ-Strahlen" [ أشعة Γ متحمسة في البورون والبريليوم ] . Zeitschrift für Physik (باللغة الألمانية). 76 ( 7– 8): 421. بيب كود : 1932ZPhy...76..421B . دوى : 10.1007/BF01336726 . S2CID 121188471 . 
  52. ^ جوليو كوري، إيرين؛ جوليو، فريديريك (1932). "Émission de protons de grande vitesse par les المواد الهيدروجينية sous l'influence des rayons γ très pénétrants" [ انبعاث البروتونات عالية السرعة بواسطة المواد المهدرجة تحت تأثير أشعة جاما شديدة الاختراق ] . Comptes Rendus des Séances de l'Académie des Sciences (باللغة الفرنسية). 194 : 273.
  53. ↑ زيكيتشي، أ.، إيتوري ماجورانا: العبقرية والغموض. مؤرشف في 12-10-2009 في آلة Wayback ، CERN Courier ، 25 يوليو 2006، تاريخ الوصول: 16 نوفمبر 2017.
  54. 1 2 3 براون، أ. (1997). النيوترون والقنبلة: سيرة السير جيمس تشادويك . مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 9780198539926.
  55. ↑ "مقابلة تاريخية شفهية: نورمان فيذر، الجلسة الأولى" . المعهد الأمريكي للفيزياء، مكتبة وأرشيف نيلز بور. 25 فبراير 1971. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 نوفمبر 2017 .
  56. ↑ تشادويك، ج.؛ كونستابل، ج. إ. ر.؛ بولارد، إ. س. (1931). "التفكك الاصطناعي بواسطة جسيمات ألفا" . وقائع الجمعية الملكية أ . 130 (814): 463-489 . Bibcode : 1931RSPSA.130..463C . doi : 10.1098/rspa.1931.0017 .
  57. ١ ٢ "على قمة موجة الفيزياء: عودة رذرفورد إلى كامبريدج، ١٩١٩-١٩٣٧" . عالم رذرفورد النووي . المعهد الأمريكي للفيزياء. ٢٠١١-٢٠١٤. مؤرشف من الأصل في ٢١ أكتوبر ٢٠١٤. تم الاطلاع عليه في ١٩ أغسطس ٢٠١٤ .
  58. ↑ تشادويك، جيمس (1932). "إمكانية وجود نيوترون" . مجلة نيتشر . 129 (3252): 312. Bibcode : 1932Natur.129Q.312C . doi : 10.1038/129312a0 . S2CID 4076465 . 
  59. 1 2 تشادويك، ج. (1933). "محاضرة بيكريان - النيوترون" . وقائع الجمعية الملكية أ . 142 (846): 1-25 . Bibcode : 1933RSPSA.142....1C . doi : 10.1098/rspa.1933.0152 .
  60. 1 2 لي، ويلي (أكتوبر 1966). "الاكتشاف المتأخر" . من أجل معلوماتك. مجلة غالاكسي للخيال العلمي . الصفحات 116-127 . 
  61. ↑ "جائزة نوبل في الفيزياء 1935: جيمس تشادويك - سيرة ذاتية" . مؤسسة نوبل . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 نوفمبر 2017 .
  62. ↑ فريدلاندر، جي.؛ كينيدي، جيه دبليو؛ ميلر، جيه إم (1964) الكيمياء النووية والإشعاعية (الطبعة الثانية)، وايلي، الصفحات 22-23 و38-39
  63. ^ هايزنبرغ، دبليو (1932). "Über den Bau der Atomkerne. I". Zeitschrift für Physik . 77 ( 1– 2): 1– 11. بيب كود : 1932ZPhy...77....1H . دوى : 10.1007/BF01342433 . S2CID 186218053 . 
  64. ^ هايزنبرغ، دبليو (1932). "Über den Bau der Atomkerne. II". Zeitschrift für Physik . 78 ( 3– 4): 156– 164. بيب كود : 1932ZPhy...78..156H . دوى : 10.1007/BF01337585 . S2CID 186221789 . 
  65. ^ هايزنبرغ، دبليو (1933). "Über den Bau der Atomkerne. III". Zeitschrift für Physik . 80 ( 9– 10): 587– 596. بيب كود : 1933ZPhy...80..587H . دوى : 10.1007/BF01335696 . S2CID 126422047 . 
  66. ↑ إيوانينكو، د.د.، فرضية النيوترون، الطبيعة . 129 (1932) 798.
  67. ↑ ميلر، الذكاء الاصطناعي، الديناميكا الكهربائية الكمومية المبكرة: كتاب مرجعي ، مطبعة جامعة كامبريدج، كامبريدج، 1995، رقم ISBN 0521568919الصفحات 84-88. رقم الكتاب المعياري الدولي 0521568919
  68. 1 2 3 براون، إل إم؛ ريتشنبرغ، إتش. ( 1996). أصل مفهوم القوى النووية . بريستول وفيلادلفيا: دار نشر معهد الفيزياء. ص 33. ISBN  978-0750303736نموذج هايزنبرغ للبروتون والنيوترون .
  69. 1 2 إيوانينكو، د. (1932). “Sur la دستور des noyaux Atomiques”. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de Paris . 195 : 439 – 441.
  70. ↑ باخر، آر إف ؛ كوندون، إي يو (1932). "دوران النيوترون". مجلة Physical Review . 41 (5): 683-685 . Bibcode : 1932PhRv...41..683G . doi : 10.1103/PhysRev.41.683 .
  71. ↑ ويلينغ، دبليو. (2009). "روبرت ف. باخر 1905-2004" (ملف PDF) . المذكرات البيوغرافية للأكاديمية الوطنية للعلوم . 2009 : 1. رمز Bibcode : 2009BMNAS2009....1W . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 31 مايو 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 مارس 2015 .
  72. ↑ بيث، هـ .؛ بيرلز، ر. (1934). "النيوترينو" . مجلة نيتشر . 133 (3362): 532-533 . Bibcode : 1934Natur.133..532B . doi : 10.1038/133532a0 . S2CID 4001646 . 
  73. ↑ يانغ، تشين نينغ (2012). "نظرية فيرمي لتحلل بيتا". المجلة الدولية للفيزياء الحديثة . 27 (3، 4): 1230005-1 – 1230005-7 . رمز Bibcode : 2012IJMPA..2730005Y . doi : 10.1142/S0217751X12300050 .
  74. 1 2 ويلسون، فريد ل. (1968). "نظرية فيرمي لتحلل بيتا". المجلة الأمريكية للفيزياء 36 ( 12): 1150-1160 . Bibcode : 1968AmJPh..36.1150W . doi : 10.1119/1.1974382 .
  75. ^ ايوانينكو د. (1932). "النيوترونات والإلكترونات النواة". Physikalische Zeitschrift der Sowjetunion . 1 : 820 - 822.
  76. ↑ كوري، FND (1933). "تصادمات النيوترونات مع البروتونات". مجلة Physical Review . 44 (6): 463. Bibcode : 1933PhRv...44..463K . doi : 10.1103/PhysRev.44.463 .
  77. 1 2 3 4 بريت، ج.؛ رابي، الثاني (1934). "حول تفسير القيم الحالية للعزوم النووية". مجلة Physical Review . 46 (3): 230. Bibcode : 1934PhRv...46..230B . doi : 10.1103/PhysRev.46.230 .
  78. ↑ ماسي، إتش إس دبليو (1932). "مرور النيوترونات عبر المادة" . وقائع الجمعية الملكية أ . 138 (835): 460-469 . رمز Bibcode : 1932RSPSA.138..460M . doi : 10.1098/rspa.1932.0195 .
  79. ↑ سيم، آر إل (1996). ليز مايتنر: حياة في الفيزياء . مطبعة جامعة كاليفورنيا. رقم ISBN 978-0520089068نيوترون .
  80. ↑ سايدل، ر. و. (1989). لورانس ومختبره: تاريخ مختبر لورانس بيركلي . مطبعة جامعة كاليفورنيا. ISBN 9780520064263.
  81. ↑ تشادويك، ج.؛ غولدهاير، م. (1934). "تأثير ضوئي نووي: تفكك الديبلون بواسطة أشعة غاما" . مجلة نيتشر . 134 (3381): 237-238 . Bibcode : 1934Natur.134..237C . doi : 10.1038/134237a0 . S2CID 4137231 . 
  82. ^ فريش، ر. ستيرن، أو. (1933). "Über die Magnetische Ablenkung von Wasserstoffmolekülen und das Magnetische Moment des Protons. I / الانحراف المغناطيسي لجزيئات الهيدروجين والعزم المغناطيسي للبروتون. I." Zeitschrift für Physik . 84 ( 1– 2): 4– 16. بيب كود : 1933ZPhy...85....4F . دوى : 10.1007/bf01330773 . S2CID 120793548 . 
  83. ^ إسترمان، آي. ستيرن، أو. (1933). "Über die Magnetische Ablenkung von Wasserstoffmolekülen und das Magnetische Moment des Protons. II / الانحراف المغناطيسي لجزيئات الهيدروجين والعزم المغناطيسي للبروتون. I." . Zeitschrift für Physik . 85 ( 1– 2): 17– 24. بيب كود : 1933ZPhy...85...17E . دوى : 10.1007/BF01330774 . S2CID 186232193 . 
  84. ↑ إسترمان، آي.؛ ستيرن، أو. (1934). "العزم المغناطيسي للديوتون" . مجلة Physical Review . 45 (10): 761(A109). Bibcode : 1934PhRv...45..739S . doi : 10.1103/PhysRev.45.739 .
  85. ↑ رابي، الثاني؛ كيلوغ، جيه إم؛ زكرياس، جيه آر (1934). "العزم المغناطيسي للبروتون". مجلة Physical Review . 46 (3): 157. Bibcode : 1934PhRv...46..157R . doi : 10.1103/PhysRev.46.157 .
  86. ↑ رابي، الثاني؛ كيلوغ، جيه إم؛ زكرياس، جيه آر (1934). "العزم المغناطيسي للديوتون". مجلة Physical Review . 46 (3): 163. Bibcode : 1934PhRv...46..163R . doi : 10.1103/PhysRev.46.163 .
  87. 1 2 ريغدن، جون س. (2000). رابي، العالم والمواطن . مطبعة جامعة هارفارد. ISBN 9780674004351.
  88. ↑ باخر، ر. ف. (1933). "ملاحظة حول العزم المغناطيسي لنواة النيتروجين" (ملف PDF) . مجلة Physical Review . 43 (12): 1001. Bibcode : 1933PhRv...43.1001B . doi : 10.1103/PhysRev.43.1001 .
  89. ↑ تام، آي واي؛ ألتشولر، إس إيه (1934). "العزم المغناطيسي للنيوترون" . دوكلادي أكاديميي ناوك إس إس إس آر . 8 : 455. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 يناير 2015 .
  90. ↑ فيذر، ن. (1 يونيو 1932). "تصادمات النيوترونات مع نوى النيتروجين" . وقائع الجمعية الملكية أ . 136 (830): 709-727 . رمز Bibcode : 1932RSPSA.136..709F . doi : 10.1098/rspa.1932.0113 .
  91. ^ إي. فيرمي . إي. أمالدي ؛ ب. بونتيكورفو ؛ ف.راسيتي ؛ إي سيجري (أكتوبر 1934). "Azione di sostanze idrogenate sulla radioattività provocata da neutroni" [ تأثير المواد الهيدروجينية على النشاط الإشعاعي الذي تنتجه النيوترونات ] . La Ricerca Scientifica (باللغة الإيطالية). الثاني ( 7 - 8 ). مؤرشفة من الأصلي في 17 أغسطس 2021 . تم الاسترجاع في 16 أغسطس 2021 .
  92. ↑ "جائزة نوبل في الفيزياء 1938: إنريكو فيرمي - سيرة ذاتية" . Nobelprize.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 نوفمبر 2017 .
  93. ↑ كوبر، دان (1999). إنريكو فيرمي: والثورات في الفيزياء الحديثة . نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 978-0-19-511762-2. OCLC 39508200 . 
  94. ↑ تشاندراسيكار، س. (1984). "السعي وراء العلم" . مينيرفا . 22 (3/4): 410-420 . doi : 10.1007/BF02207374 . ISSN 0026-4695 . JSTOR 41820579. في أحد الأيام، بينما كنتُ في المختبر، خطرت لي فكرة دراسة تأثير وضع قطعة من الرصاص أمام النيوترونات الساقطة. وبدلًا من عادتي، بذلتُ جهدًا كبيرًا لتصنيع قطعة الرصاص بدقة متناهية. كان واضحًا أنني غير راضٍ عن شيء ما؛ حاولتُ بشتى الطرق تأجيل وضع قطعة الرصاص في مكانها. وعندما هممتُ أخيرًا، على مضض، بوضعها، قلتُ لنفسي: "لا، لا أريد قطعة الرصاص هذه هنا؛ ما أريده هو قطعة من البارافين". حدث ذلك فجأةً ودون سابق إنذار أو تفكير مسبق. أخذتُ على الفور قطعةً غريبةً من البارافين ووضعتها في المكان الذي كان من المفترض أن تكون فيه قطعة الرصاص.  
  95. ↑ Chandrasekhar, S., Enrico Fermi: Collected Papers (Chicago: University of Chicago Press, 1962), Vol. II, pp. 926-927.
  96. ↑ هان، أ. (1958). "اكتشاف الانشطار النووي". مجلة ساينتفك أمريكان . 198 (2): 76. Bibcode : 1958SciAm.198b..76H . doi : 10.1038/scientificamerican0258-76 .
  97. ↑ مايتنر، ل .؛ فريش، أو. آر. (1939). "تفكك اليورانيوم بواسطة النيوترونات: نوع جديد من التفاعلات النووية". مجلة نيتشر . 143 (3615): 239. Bibcode : 1939Natur.143..239M . doi : 10.1038/143239a0 . S2CID 4113262 . 
  98. ↑ هان، أ.؛ ستراسمان، ف. (10 فبراير 1939). "إثبات تكوين نظائر نشطة من الباريوم من اليورانيوم والثوريوم المُشعّعين بالنيوترونات؛ إثبات وجود شظايا أكثر نشاطًا ناتجة عن انشطار اليورانيوم". مجلة العلوم الطبيعية . 27 (6): 89-95 . رمز Bibcode : 1939NW.....27...89H . doi : 10.1007/BF01488988 . S2CID 33512939 . 
  99. ↑ "جائزة نوبل في الكيمياء 1944: أوتو هان - سيرة ذاتية" . Nobelprize.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 نوفمبر 2017 .
  100. ↑ بيرنشتاين ، جيريمي (2001). نادي هتلر لليورانيوم: التسجيلات السرية في فارم هول . نيويورك: كوبرنيكوس. ص 281. ISBN  978-0-387-95089-1.
  101. ↑ إسحاقسون، والتر (2007). أينشتاين: حياته وعالمه . سايمون وشوستر. ISBN 978-0743264747.
  102. ↑ "نبذة عن إنريكو فيرمي" . مكتبة جامعة شيكاغو: الأنشطة والمجموعات الرقمية . دليل مجموعة إنريكو فيرمي، مركز أبحاث المجموعات الخاصة، مكتبة جامعة شيكاغو. مؤرشف من الأصل في 26 نوفمبر 2012. تم الاطلاع عليه في 24 نوفمبر 2017 .
  103. ↑ "فيرمي في كولومبيا: مشروع مانهاتن وأول مفاعل نووي" . قسم الفيزياء بجامعة كولومبيا . مؤرشف من الأصل في 29 أكتوبر 2017. تم الاطلاع عليه في 24 نوفمبر 2017 .
  104. ↑ رودس، ريتشارد (1986). صناعة القنبلة الذرية . نيويورك: سايمون وشوستر. ISBN 978-0-671-44133-3.
  105. ↑ جيل مان، م. (1964). "نموذج تخطيطي للباريونات والميزونات". رسائل الفيزياء . 8 (3): 214-215 . Bibcode : 1964PhL.....8..214G . doi : 10.1016/S0031-9163(64)92001-3 .
  106. ↑ زويج، ج. (1964). "نموذج SU(3) لتناظر التفاعل القوي وكسره" (ملف PDF) . تقرير CERN رقم 8182/TH.401 .
  107. ↑ زويج، ج. (1964). "نموذج SU(3) لتناظر التفاعل القوي وكسره: الجزء الثاني" (ملف PDF) . تقرير سيرن رقم 8419/TH.412 .
  108. ↑ جيل، ي.؛ ليشتنبرغ، د.ب. (1969). "نموذج الكوارك والعزوم المغناطيسية للبروتون والنيوترون". Il Nuovo Cimento A. السلسلة 10. 61 (1): 27–40 . Bibcode : 1969NCimA..61...27G . doi : 10.1007/BF02760010 . S2CID 123822660 . 

للمزيد من القراءة