其他粒子的中子

原子是由带正电荷的原子核和围绕原子核运转的带负电荷的电子构成的。原子的质量几乎全部集中在原子核上。起初，人们认为原子核的质量应该等于它含有的带正电荷的质子数。可是，一些科学家在研究中发现，原子核的正电荷数与它的质量居然不相等！也就是说，原子核除去含有带正电荷的质子外，还应该含有其他的粒子。那么，那种“其他的粒子”是什么呢？

解决这一物理难题、发现那种“其他的粒子”是“中子”的，就是著名的英国物理学家詹姆斯·查德威克。

1891年，查德威克出生在英国柴郡，中学时代并未显现出过人天赋。进入大学的查德威克，由于扎实的基础知识而在物理研究方面崭露超群才华。他被著名科学家卢瑟福认可，毕业后留在曼彻斯特大学物理实验室，在卢瑟福指导下从事放射性研究。2年后，由于他的“α射线穿过金属箔时发生偏离”的实验成功，荣获英国国家奖学金。

早在1920年，查德威克的恩师、著名的原子核研究的先驱者卢瑟福博土曾经预言，从计算上看，原子核中一定存在不带电的中性粒子。

作为学生，查德威克接受了老师的这一思想，因此他也和许多研究人员一样，努力试图发现中子这个粒子。但是，中子不带电，与其他粒子没有相互作用，所以很难发现。

就在查德威克发现中子的5年前，科学家玻特和贝克用α粒子轰击铍时，发现有一种穿透力很强的射线，他们以为是γ射线，未加理会。韦伯斯特甚至对这种辐射做过仔细鉴定，看到了它的中性性质，但对这种现象难于解释，因而未再继续深入研究。居里夫人的女儿艾伦娜·居里和她的丈夫也曾在“铍射线”的边缘徘徊，最终还是与中子失之交臂。

1931年，约里奥·居里夫妇——居里夫人的女儿和女婿，公布了他们关于石蜡在“铍射线”照射下产生大量质子的新发现。报告说：“当铍射线遇到石蜡时，射线被石蜡挡住，同时还从中打击出了质子。”

查德威克当时就判断，铍射线就是他苦苦寻求的中子。为什么这样判断呢？在铍射线撞上去的一瞬间，铍射线停住了，而本来静止不动的质子却飞了起来，因此，铍射线的质量应该和质子的质量是相同的。然而和质子比较，铍射线的穿透力要大得多。对这一现象只有一种解释说得通：铍射线不带电。因为在穿透物质过程中，铍射线没有受到任何电的引力或排斥力的影响，所以穿透力格外强。

查德威克立刻着手研究约里奥·居里夫妇做过的实验，用云室测定这种粒子的质量，结果发现，这种粒子的质量和质子一样，而且不带电荷。他称这种粒子为“中子”。

中子就这样被他发现了。查德威克解决了理论物理学家在原子研究中遇到的难题，完成了原子物理研究上的一项突破性进展。后来，意大利物理学家费米用中子作“炮弹”轰击铀原子核，发现了核裂变和裂变中的链式反应，开创了人类利用原子能的新时代。查德威克因发现中子的杰出贡献，获得1935年诺贝尔物理学奖。