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The Nobel Prize in Physics 2023
The Nobel Prize in Physics 2023 was awarded to Pierre Agostini, Ferenc Krausz and Anne L’Huillier "for experimental methods that generate attosecond pulses of light for the study of electron dynamics in matter"
2023年8月21日 星期一
《奧本海默》背後的科學探索：從原子論、原子彈到核融合的千年之旅
電影《奧本海默》上映，帶著大眾重新回顧催生原子彈的「曼哈頓計劃」。奧本海默（J. Robert Oppenheimer）雖然是催生原子彈的關鍵人物，但他的角色更像是在最後踢出關鍵的「臨門一腳」。在奧本海默出現之前，人類已經在物理學的領域探索了數千年。
從發現原子核的存在，到釋放其分裂的能量而開發出原子彈，中間不過經歷了短短35年而已。但在發現原子核之前，背後累積的科學卻是橫跨千年。這篇文章不只帶你回顧人類文明發展的歷程，看原子彈背後的關鍵技術，是怎麼一步一步被人類探索發明出來。
從現在回頭來看「原子彈」也不過是一個中繼站，這篇文章還要帶你看到在「曼哈頓計劃」之後，物理學如何繼續發展，走到「氫彈」又是不同的科學高度。
西元前400年，原子論被提出
要說原子彈，就不得不從原子說起。原子的概念最早在西元前400年左右由古希臘人——德謨克利特（Democritus，和達摩克利斯之劍——沒有關係）所提出。1803年時，英國科學家道耳吞（John Dalton）將原子的概念結合當時的化學新知，開始宣揚化學原子論，讓此論點慢慢為世人所接受。不過因為原子實在太小了，所以原子的存在一直無法被證實。這之後還要再過百年，到1908年科學家才能成功證明原子的存在。
1789年，鈾元素被化學家發現
俗話說得好「人的心是肉做的」，原子彈的芯是鈾做的，可以說鈾元素就是核子武器的根本。但要製作原子彈並不容易，首先要有大量的鈾礦，當鈾被提煉出來後，要再選擇：
- 透過離心或擴散方法，來濃縮提高鈾235同位素的純度，使其成為武器級鈾材。
- 用中子照射鈾將之轉換成鈽。
有了高濃度鈾或者鈽之後，才能夠用來做成原子彈。而鈾元素最早是在1789年由德國化學家——克拉普羅特（Klaproth）所發現，並且以剛被發現不久的天王星（Uranus）將之命名為Uranium。
在現代，鈾元素可以說是一切核子工業和核子武器的基礎，不過這時候人們對它的價值還完全沒有概念，其唯一應用是添加到玻璃裡面形成有漂亮黃綠色的鈾玻璃。在這之後要再過100年鈾元素才會因為其放射性成為重要的科學要角。
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