隨后的幾天,李諭大部分時間都是與索末菲一同進行理論研究和數學推導,有了一定結果就會在研討會上與大家一起討論。
他們很快就計算發現,如果電子在橢圓軌道上繞原子核旋轉,其速度將不同于在圓形軌道上的電子。
如果再考慮電子運動的相對論效應,那么橢圓軌道與圓周軌道之間的能量差很小,而這個能量差似乎正好對應兩條譜線的能量差。
索末菲已經思考這個問題很久,順勢引入了新的量子數,準確說是三個軌道方向量子數、軌道形狀量子數、自選方向量子數。
更通俗的理解就是量化了軌道的形狀。
除此以外,算著算著,索末菲算出了一個奇怪的東西,他立刻叫來李諭“我似乎發現了一個蹊蹺的東西,你看”
李諭只掃了一眼其中的“1136”就知道是什么“精細結構常數。”
“精細結構常數”
索末菲一愣,轉念一想,李諭在分形與混沌中就寫到過“精細結構”這個詞語,用一下似乎沒什么不妥。而且他們研究的分裂譜線,正是氫原子光譜的精細結構。
“我贊同這個名字,”索末菲說,“非常神奇的是,它竟然沒有量綱,也就是個沒有單位的純數字,這該如何解釋”
索末菲的問題問住李諭了。
在此后經過更加細致的計算后,精細結構常數約等于1137。
按照最基本的理解,精細結構常數就是氫原子基態電子的速度v除以光速的數值。
不過后來學界又發現這個數字賊神奇,仿佛是宇宙的一個彩蛋,出現在量子理論的很多地方。
比如最典型的電磁耦合,人們發現電磁相互作用的強弱是強力的1137。
換句話說,精細結構常數決定了電磁力的強弱,也就決定了原子、分子的性質。這個常數太大或者太小,原子分子或許都不會形成。
正因如此,量子電動力學中用精細結構常數表明電子和電磁場之間的相互作用強弱。
這相當神奇。
精細結構常數上百年來困擾了許多優秀的物理學家與數學家。
狄拉克曾說“這個數字是物理學中最基本的未解之謎。”
泡利說“當我死后,我問上帝的第一個問題將是精細結構常數的意義是什么”
泡利臨終住院的病房號正好是137號。
上帝你先排隊,那邊希爾伯特還想問黎曼猜想有沒有被證明了哪
可惜的是,直到李諭穿越前,人們也沒能搞明白精細結構常數。
乃至物理學家已經暫時放棄思考這個問題,而是轉而思考這個數字會不會隨著時間變化。
不過這個問題更可怕要是電磁力的耦合常數隨著時間變化,那么萬有引力常數即引力的耦合常數會不會變
這些東西要是隨著時間變化,絕大部分的物理理論絕對都要重新修正。
因為現代物理學大廈說白了就是建立在這些常數不變的前提下。
已經不是兩朵烏云那么簡單了,而是一顆滅世隕石。
細思極恐啊
對了,2018年阿提亞爵士聲稱證明了黎曼猜想,用的就是精細結構常數,證明過程只有一兩頁紙
但這事很有爭議。
總之就是索末菲發現了一個不得了的東西。
李諭說“咱們現在只能一點點解決問題,這件事就留給其他人解決吧。”
索末菲說“也好我花幾天整理出論文,會將先生作為第二作者。”
李諭笑道“沒有必要。”
索末菲說“至少你是命名者。”
李諭聳聳肩,也不是什么大不了的事情。
研討會暫時告一段落,可算能夠再喘口氣。
愛因斯坦建議說“最近慕尼黑正在舉辦一場畫展,據說尺度有點哈哈。”
李諭心領神會“去看看”
德國雖然在美術方面相比其他幾個歐洲國家弱了點,不過慕尼黑的藝術氛圍還是很好的。