1929年4月1日左右,当劳伦斯正在图书馆与约翰逊阅读科学杂志时, 发现了挪威工程师罗尔夫·怀德洛在《电工学文献》上发表的一篇文章。+山′叶_屋+ ·首,发,文 章论述的是钾离子的加速问题。他几乎没有看本文,而是激动地研究了文章 的插图。怀德洛把两个管子 (电极)排成一条线,用衰减高频振荡电压将钾 离子注射到第一个管子中去,当离子行进到两个管子之间时以同样的电压升 压一次,与第一次同步。因此当离子从第二个管子中出来时比进第一个管子 时能量大了一倍。那么采用几个管子,以增加其长度来连续不断地升压而增 大离子的速度,为什么不能将最初的电位和再加上去的电位提高几倍,从而 增加能量,使其达到最初输入能量的许多倍呢?在合适的时间重复施加低 的、很容易控制的电压,会使能量比单独一次使用巨大的高压还要高,正如 儿童打秋千,需要不断地推才能越来越高,而不是一次就能推得很高。
劳伦斯很快地计算了一下,这一串管子中后一个应该比前一个长多少, 他意识到要想得到高能质子就需要一个相当长的管子,这对许多实验来说都 是过于笨重的装置,然而若是达到百万电子伏重离子,其装置不一定要太长。^零¨点_看_书- !已¨发?布/最`辛*章+节_ 他马上着手计算如何减少必须的长度。如果能将这些管子重复使用,结果会 怎样呢?这就得把管子变成一个圆圈。他立刻就产生一个想法,即用磁场把 离子限制在一个圆圈里。因为离子在磁场里的角速度是不变的,与其速度无 关。那么,从理论上说,如果电极是在磁场之中,每当离子沿着直径方向通 过将它们分离开来的小空隙时都给以重复加速的话,那么,人们是可以在空 的半圆形电极中使离子不断循环的。
劳伦斯怀着发现者的激情跟约翰逊滔滔不绝地谈了一两个小时。约翰逊 在劳伦斯的公式和图解中看不出什么破绽。但他指出,要使机器运转来达到 如期的效果还无疑会遇到巨大的障碍。另外,一旦得到这个能量之后,将如 何使用它呢?劳伦斯认为这不是什么解决不了的问题:人们可以把一个原子 靶放在圆形电极的周边附近,想法使螺旋形增加的最高能量的离子击中靶子 ——人们还可以从真空管中将它们完全取出来,拿到外面来用。~如^蚊^王? ~已?发¨布?最^薪/蟑*洁-
“我要用它来轰击和破碎原子。”劳伦斯兴奋得几乎喊起来。
不久劳伦斯去华盛顿召开学术会议。他在途中将他的草图发展到更加精 细的阶段。而且比过去更加精确地计算了从一个小的实验装置中可能产生多 大的能量,以及为了达到最终目的所需要的一切。从理论上说如果爱因斯坦 关于质量随速度的增加而增加的公式对这个试验起作用的话,最后则能达到 光速。在这样的速度之下,质量的增加可能使靠外边的离子减慢速度,足以 防止它们与其它要进一步加速的粒子同步达到两极之间的空隙。
1929年秋季学期有8名研究生在他指导下学习,需要他在实验室多给他 们进行辅导。所以他感到人力和时间都很紧张。他经常告诫他的学生:“要 经常向你自己提问题,这样一来,想法自己就会出来了,还会避免走许多弯 路。”
这时一位年轻有为的理论物理学家奥本海默来到伯克利。他与劳伦斯很 快建立了友谊。两人无论在气质、相貌以及对事物的一般态度来说都有天渊 之别。使劳伦斯着迷的是奥本海默聪明、敏锐的头脑,对科学领域之外的生 活的极大的兴趣和渊博的知识,以及运用语言的娴熟技巧。奥本海默从来没 见过任何人像劳伦斯一样“充满了令人难以置信的活力,并对生活如此热爱。 他工作一整天,跑去打打网球,接着又是半夜。他的兴趣是如此广泛,有助 于解决问题,而我正好相反。”这位理论物理学家和实验物理学家劳伦斯在 事业上互相帮助,成为挚友。
尽管很多人认为劳伦斯的想法“太不着边际了”,他还是在第二年夏天 之后着手干起来。此时,他很欣赏的青年戴维·斯通来到加州大学攻读博士 学位,他成为劳伦斯的助手。劳伦斯让斯通建造一台直线加速器。这是一种 可以使粒子沿着狭窄而笔直的路程持续加速的装置。一根有些复杂的玻璃 管,允许电连接进去,又可以排除空气。做成之后,劳伦斯和斯通又花了两 天时间,仔细地往管里装了8根小镍管。这些镍管按顺序一根比一根长,间 距在1~2厘米之间。它们交替地与震荡器的两根电线相连接。记录结果的仪 器置于玻璃管一端,最长