出惊叹声的学生们,站在台上的张教授心中暗喜,知道自己成功抓住学生们注意力的他,立刻趁热打铁道。
“这样的温度,一般的材料肯定是承受不住的。所以我们国家的STAR-2示范堆采用了磁约束的方式,将参与反应的电离态I的氘氚混合物,约束在闭合的磁笼中。”
“那么问题来了,我想问同学们,为什么可控聚变需要如此高的温度才能进行反应?或者换句话,为什么聚变反应不能在常温下进行?”
教室里安静了下来。
坐在陆舟旁边的那哥们儿撇了撇嘴,小声嘀咕了句。
“这不废话吗?”
恰好听见了这句吐槽,陆舟饶有兴趣地抬了抬眉毛,正打算问问他有何高见。不过还没等陆舟开口,他便继续说了。
“……这要是能在常温下进行,那不是个东西都能核聚变了。”
陆舟:“……”
“请问有哪位同学能站起来讲讲?”
扫了眼没有人举手的教室,站在讲台上的张教授只得补充了一句,“这个问题有平时成绩。”
唰唰唰!
听到有平时成绩,教室里一半以上的人瞬间把手举起来。
“我知道!”得到了教授的示意,坐在第一排、戴着眼镜的女学霸站起身来,语速飞快地回答道,“由于原子核带正电,核与核之间存在库伦斥力。只有当两个原子核足够接近的情况下,强相互作用力才能够克服库伦斥力,将两个原子核聚合在一起。在宏观上,只有提高体系内热量,加速体系内分子的热运动,才能够使原子核以足够的动能碰撞在一起,发生聚变反应。”
“回答的不错,”在名册上随手写下了个分数,那中年教授清了清嗓子,笑着继续说道,“那么问题来了,你们有没有思考过,为什么强相互作用力只有在极短的距离下才能发生?”
“因为……是短程力?”
“这是高中物理课本的解释,而且说了和没说没什么两样,”张教授笑了笑,示意那位起立回答的学生坐下之后,继续说道,“你们现在已经是大学生了,除了应该知道‘是什么’之外,更应该去了解‘为什么’。”
“量子场论告诉我们,粒子间相互作用不是超距作用,而是通过某种玻色子作为介质来展开的。比如电磁作用交换的是光子,强相互作用交换的是胶子或者介子,弱相互作用交换W与Z玻色子……可能有人会问,这和我们说的力的作用范围又有什么关系呢?”
说着,张教授转身面向了黑板,边写边讲道。
“设两个可分辨的费米子之间发生散射(p+k→p'+k'),则在伯恩近似下,可以求得散射截面和相互作用是能有如下关系……”
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