可是夏季学习班马上就要结束了，伽莫夫必须返回列宁格勒了。不过在 归途中，伽莫夫想在哥本哈根停留一天，去拜访那位几乎是传奇人物的著名 物理学家——尼尔斯·玻尔。
到达哥本哈根的当天，他就到布莱格登斯维奇的理论物理研究所拜会玻 尔。在玻尔那里他得到一份意外的收获。当玻尔问他目前正在从事的研究项 目时，他把他的有关放射性α衰变的量子理论讲了一遍。玻尔很有兴趣地听 着，然后说道：“秘书告诉我，你的钱只够在这里住一天。如果我为你在丹 麦皇家科学院申请一份卡尔斯堡研究基金，你愿不愿意在这儿呆一年？”伽 莫夫惊喜万分，当下就答应了。
在玻尔的研究所工作是非常自由的，上午想多晚来就多晚来，夜间想多 晚走就多晚走。他可以按自己的志趣工作。于是他继续研究势垒理论，把自 发的α衰变的情况颠倒过来考虑，计算α粒子从外部轰击原子核并进入原子 核内部的几率。他的计算结果与卢瑟福的一项实验完全吻合，在这项实验中， 卢瑟福通过用快速粒子去撞击轻元素的原子核，把原子核击碎了。
玻尔希望伽莫夫去英国，把计算结果拿给卢瑟福看看。不过玻尔告诫他 说，他向卢瑟福介绍原子核嬗变的量子理论时必须十分小心，因为这位老头 一点也不喜欢标新立异，他有句口头禅：一个理论只有简单到连酒巴间招待 也能明白，那才是好理论。要做到这一点是困难的。在上边提到过的卢瑟福 那篇Rac′的α粒子穿入铀原子核的论文末尾，卢瑟福对那种自相矛盾的现 象提出了一种经典解释。它以下述设想为基础：α粒子在穿出原子核的库仑 场时，有一段路途是不携带电荷的。在发现中子以前的许多年里，卢瑟福一 直相信有不带电的质子（即中子）存在，所以他极力在实验室搜寻这种粒子， 但是中子却迟迟不肯出现。直到1932年，查德威克才在与居里夫妇共同进行 的一系列实验的基础上，最终证实了中子的存在。为了沿着经典理论的思路 来解释铀的衰变，卢瑟福想象一个α粒子在其发射的初期含有4个电中性的 质子 （即中子聚合物），因而不受原子核电荷的影响。卢瑟福相信，在距原 子核表面的特定距离内会有两个电子伴随着α粒子，就像两只拖轮将一艘大 船拉出狭窄的港口，一旦把船拖出，它们就与大船脱钩，返回码头，而大船 便靠自己的动力继续前进。虽然这是一个聪明的设想，但可惜它被新诞生的 波动力学否定掉了。而伽莫夫代表了新一代的科学力量，他们必将老一代的 理论抛在身后。
在英国，伽莫夫给卢瑟福带去了两套精心绘制的实验曲线图，它们代表 卢瑟福最近用不同放射性元素的α粒子轰击轻原子核而产生的人工嬗变的实 验结果。第一套图表明，对于一种指定的被轰击原子核，质子的产生数量随 着入射粒子能量的增大而迅速增加。第二套曲线图则表明，当入射α粒子的 能量不变时，质子的产生数量随着被轰击元素原子序数的增大而迅速减少， 在超过铝以后几乎等于零。通过各个实验点伸展出两条理论曲线，一条上升， 一条下降，这是伽莫夫初到哥本哈根的几个月中，根据单纯的α粒子波穿透 轻元素原子核周围的势垒的波动力学理论计算出来的。
由于卢瑟福本人也开始否定两条拖船的设想——它们在水中会分开得太 远，以致不可能与大船会合并把它拖回港口，这样，伽莫夫的曲线图便起了 作用，他被卢瑟福接纳了。
在由英国返回哥本哈根的时候，他收到当时在柏林大学工作的弗里茨·郝 脱曼斯的一封信，郝脱曼斯陈述了一个关于太阳和其他恒星释放核能的可能 性的非常有趣的设想。他根据爱丁顿研究的结果推测了恒星中心区域的温度 和密度。他想知道原子核之间剧烈的热碰撞是否能产生足够的能量以维持恒 星表面的辐射。他认定伽莫夫的关于轻元素人工嬗变的波动力学理论能够从 纯理论的角度计算出恒星内部的热核反应速率。
弗里茨的合作者罗伯特·阿特金逊是一位英国天文学家，而弗里茨是个 实验物理学家，伽莫夫正好可以在理论部分帮他们的忙。
他们的计算都已经就绪，但有一些不知如何处理的问题需要伽莫夫的帮 助。其中最主要的问题是弄清质子在穿入轻元素原子核时会发生什么情况。 质子的能量肯定不足以发射α粒子，除此以外，质子的穿入会给即将发出的 粒子造成第二个势垒。这样，最有可能发生的情况应该是：轻元素的原子核 将质子俘获，并以γ射线的形式发射出多余的能量。那么发射这种射线的几 率是多大呢？必须记住，在1929年，中子尚未发现，人们认为原子核是由质 子和电子组成的，尽管当时要把电子当作原子核结构的一个独立的组成部分 也还是十分困难的。因此，伽莫夫采用了汤姆逊的偶极辐射理论公式。须知， 在电荷之间的四极场，导致电荷之间相互排斥；还由数量更多的正负电荷形 成的八极场以至更高阶的n极场，它们导致更为复杂的相互作用。
当电荷振荡时，周围的电场就向四面八方传播，形成磁波并把能量带走。 偶极发射体的辐射强度最大，四极发射体的辐射强度要小得多，而更高价的 n极发射体的辐射强度更是迅速减小。如果原子核是由电荷相反的粒子组成
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