破壊学事始

1920年代、量子力学がまだ確立されていない時代、原子核は陽子と電子で構成されているという核(内)電子説があった。日本では核内電子説は科学史でもほとんど触れられることがない。wikipediaの「中性子の発見（英語版）」から、Google翻訳で紹介してみよう。

核電子仮説の問題

1920年代を通じて、物理学者は原子核が陽子と「核電子」で構成されていると考えていました。[8]：29–32 [37] [38]この仮説では、窒素-14（14 N）核は14の陽子と7つの電子で構成され、+ 7の基本電荷単位の正味電荷を持つことになります。そして14原子質量単位の質量。核は、14 N原子を完成させるために、ラザフォード[27]によって「外部電子」と呼ばれる別の7電子によっても周回しました。しかし、仮説に関する明らかな問題が明らかになりました。

Ralph Kronigは、1926年に、観測された原子スペクトルの超微細構造が、陽子-電子の仮説と矛盾していることを指摘しました。この構造は、軌道を回る電子のダイナミクスに対する核の影響によって引き起こされます。想定される「核電子」の磁気モーメントは、ゼーマン効果と同様の超微細なスペクトル線分裂を生じるはずですが、そのような効果は観察されませんでした。[39] [8]：34 それはまるで電子が核内にあるときに磁気モーメントが消えたように見えた。

1929年のフランコラセッティによる分子のエネルギーレベルの観測は、陽子電子仮説から予想される核スピンと矛盾していました。[8]：35 [40]二窒素（14 N 2）の分子ラマン分光法は、偶数の回転レベルからの遷移が奇数レベルからの遷移よりも強いことを示したため、偶数レベルがより多く存在します。[1]量子力学とによるパウリ排他原理のスピン14の N核の整数倍ことであるHは（プランク定数を減らした）。[41] [42]しかし、陽子と電子の両方が1/2固有スピン搬送 時間、及び±半スピンの奇数（14個のプロトン+ 7つの電子= 21）を配置する方法がない 時間であるスピンを与えることが整数倍ħ。

クラインのパラドックス、[43]によって発見オスカル・クライン 1928年には、核内に閉じ込められた電子の概念にさらに量子力学的異議を提示します。[39]ディラック方程式から導かれたこの明確で正確なパラドックスは、ポテンシャル障壁に近づく高エネルギー電子が障壁を通過する確率が高いことを示した。どうやら、電子はポテンシャル井戸によって核内に閉じ込められなかったようです。このパラドックスの意味は、当時激しく議論されていました。[39]

1930年頃までに、原子核の陽子-電子モデルを量子力学のハイゼンベルグ不確実性関係と調和させることは困難であると一般に認識されていました。[39] [1] ：299この関係、Δ X ⋅Δ P ≥半Hは、領域に閉じ込められた電子は原子核のサイズが有することを意味期待 10~100メガ電子ボルトの運動エネルギーを。[1] [44] [45]このエネルギーは、核から放出されるベータ粒子の観測エネルギーよりも大きい。[1]予想される電子エネルギーは、核子の結合エネルギーよりも大きく、アストンなどは核子あたり9 MeV未満であることを示しました。[46]

これらの考慮事項はすべて、電子が核に存在できないことを「証明」するものではありませんでしたが、物理学者が解釈するのは困難でした。1931年の教科書で、ガモフはこれらの矛盾をすべて要約しました。解釈の混乱に加えて、ベータ崩壊電子の連続的なエネルギー分布は、エネルギーがこの「核電子」プロセスによって保存されていないことを示しているように見えました。確かに、ボーア、ガモウ、ハイゼンベルグなどは、量子力学の法則が核内部では適用されない可能性を考慮しました。[8]：40 [35]量子力学の法則がごく最近古典力学の法則を覆したので、そのような考察は明らかに合理的でした。核に電子が存在しないことに気づくまで、矛盾は神秘的で面倒でした[37]。

太線で強調した部分に注目すれば、原子核内部に電子が存在しないことは、誰も証明していないことが分かる。湯川博士がメモ書きで残したように「核内に於いては electron の存在を否定することが果して当を得て（い）るかどうか、にわかに判断することが出来ない」状況で、核内電子は中性子に置き換えられてしまった、と言えるのだ。

でも、なんでこんな重要なことが、国内では知らされていないのだろう？