两个物理学家-可怕的巧合(选载)

1913年7月12日,小威利斯·拉姆在美国洛杉矶的一个工程师家中呱呱坠地。中学时代的拉姆一直是个化学谜,但在加利福尼亚大学时,他却出人意料地喜欢上了物理学,从此他在物理学这条大道上越走越远,终于作出了惊人的成绩,做出了科学上称为“拉姆移动”的发现。

量子力学的奠基人狄拉克曾预言,电子是一种带电的微粒,在原子中不停地绕核运动,同时,本身还有自旋,就如同地球有绕太阳的公转与绕自身轴的自转一样。电子在核外有几条运动的轨道,不同轨道上能量不同,称之为能级,而电子的自旋又具有自旋磁矩,电子的自旋及轨道运动角动量分别称之为自旋角动量S和轨道角动量L,它们迭加在一起就成为电子的总角动量J。狄拉克还设计了一套计算方法进行计算,结果表明只要J相同,即使L不同,电子的总能量却是相同的,为了检验狄拉克的理论,许多科学家都为此花费了大量的精力,但都宣告失败。这时拉姆却选中了这个难题。

拉姆经过实验测定得出,即使电子总角动量相同,若轨道角动量不同,电子的总能量也要发生变化,为此他测量了氢原子中电子在靠近最低组态里两个不同L的能量相关为1057.77±0.1兆周,这个差值就称为拉姆位移。

无独有偶,在拉姆进行这项研究课题时,远在德国他乡的另一位物理学家库什也对这个课题产生了极大兴趣,几乎同时,库什也测出电子的总磁矩要比一个玻尔磁子大千分之五,两者相辅相成,互成辉映,成为科学史上的佳话,为此他们共同赢得了1955年的诺贝尔物理学奖。