Antiparticles • James Trefil, Enciklopedija "Dviejų šimtų visatos įstatymų"

Antikūno dalelės

1920 m., Kai buvo įdiegti kvantinės mechanikos principai, subatominis pasaulis atrodė labai paprastas. Tik du tipai elementariųjų dalelių – protonų ir neutronų – sudaro atomo branduolio (nors neutronų buvimas ir eksperimentiškai patvirtinta tik 1930 m), o vienos rūšies dalelių – elektronų – egzistavo ne branduolio sukasi aplink jį orbitoje. Atrodyta, kad visa šių Visatos įvairovė buvo pastatyta iš šių trijų dalelių.

Deja, toks paprastas pasaulio vaizdas buvo skirtas ilgam išgyventi. Mokslininkai Alpių įrengiant laboratorijas visame pasaulyje, ėmė studijuoti kosminių spindulių bombarduoti mūsų planetą sudėtį (žr Elementariosios dalelės) ir netrukus pradėjo atverti visas daleles, kurios neturi jokio ryšio su anksčiau aprašyta idiline triadu. Visų pirma, buvo visiškai neįsivaizduojamas pobūdis antiparticles.

Antiseptikų pasaulis yra veidrodinis atspindys pasaulyje, kuriame mes esame susipažinę. Svoris antidalelė yra tiksliai lygus dalelės, kuri, atrodo, būtų tikslinga masės, bet ir kitų jos funkcijos yra ne iš anksto įvaizdį. Pavyzdžiui, elektronas atlieka neigiamą elektrinį krūvį, o jo antisparčių pora yra "Positronas" (gautas iš "teigiamo elektrono") – teigiamas.Protonas yra teigiamas, o antiprotonas turi neigiamą įkrovą. Ir taip toliau. Kai dalelė sąveikauja su savo antiparticle pora, jie aniliavo vienas kitą – abi dalelės nustoja egzistuoti, o jų masė yra paverčiama energija, kuri yra išsibarstę erdvėje fotonų ir kitų ultralifikuotų dalelių blykste.

Anti-dalelių egzistavimą pirmiausia numatė Paulas Dirac savo 1930 m. Paskelbtame straipsnyje. Norėdami suprasti, kaip dalelės ir antikūniai elgdamiesi sąveikaujant pagal Diracą, įsivaizduokite lygų lauką. Jei pasiimsite kastuvą ir kasti skylę, lauke bus rodomi du objektai: pačioje skylę ir dirvožemio krūvą šalia jo. Dabar įsivaizduokite, kad dirvožemio krūva yra įprasta dalelė, o skylė ar "dirvos krūvos nebuvimas" yra antiseptikas. Užpildykite skylę iš anksčiau ištrauktos žemės – ir nebus skylės ar krūvos (analogiškos naikinimo procesui). Ir vėl jūs turite plokščią lauką.

Nors teorizuojant apie anti-daleles vyko, jaunasis eksperimentinis fizikas iš "Caltech Carl David Anderson" (Carl David Anderson, 1905-91) įdiegė astrofizikos laboratorijos įrangą "Pike" Kolorado valstijoje, ketinančią tyrinėti kosminius spindulius. Darbas vadovaujamas Robert Milliken (žr Patirkite Millikeną), jis pasirodė kosminių spindulių registravimo įrenginyje, kurį sudaro galingas magnetinis laukas. Bombarduojant tikslą, dalelės paliko kondensato lašelių takelius kameroje aplink tikslą, kurią galima fotografuoti ir, remiantis gautomis nuotraukomis, ištirti dalelių trajektorijas.

Su šio prietaiso pagalba, vadinama kondensacijos kameraAnderson sugebėjo užfiksuoti daleles, susidariusias dėl kosminių spindulių susidūrimo su taikiniu. Atsižvelgus į dalelės palikto bėgio intensyvumą, jis galėjo spręsti apie jo masę ir jos trajektorijos nukrypimą magnetiniame lauke – nustatyti dalelių elektrinį krūvį. Iki 1932 m. Jis sugebėjo užregistruoti susidūrimų seriją, dėl kurios dalelių masė buvo lygi elektronų masę, tačiau jie nukreipė magnetinio lauko įtaką priešinga kryptimi lyginant su elektronu ir todėl turėjo teigiamą elektrinį krūvį. Tai buvo pirmas kartas, kai eksperimentiškai aptikta antiparticle – positronas. 1932 m. Anderson paskelbė rezultatus, o 1936 m. Jam buvo skirta pusė Nobelio premijos fizikos.(Antroji apdovanojimo pusė buvo skirta Austrijos eksperimentiniam fizikui Victor Franz Hessui (Victor Franz Hess, 1883-1964), kuris pirmą kartą eksperimentu patvirtino kosminių spindulių egzistavimą. Pastaba vertėjas.) Tai buvo pirmas (ir iki šiol ir paskutinis) atvejis, kai Nobelio premija buvo skiriama mokslininkui, kuris tuo metu net nebuvo oficialiai universiteto narys!

Nors pirmiau pateiktas pavyzdys, atrodo, yra idealus "įžvalgos ir tikrinimo" scenarijaus pavyzdys pagal "Įvadą" aprašytą mokslinį metodą, istorinė tikrovė atrodo ne taip paprasta, kaip atrodo. Faktas yra tai, kad Andersonas, matyt, nežinojo apie Diraco paskelbimą nieko prieš jo eksperimentinį atradimą. Taigi šiuo atveju tai yra vienintelis teorinis ir eksperimentinis pozitrono atradimas.

Eksperimentiniu būdu visi anti-dalelės po positronu buvo aptiktos laboratorinėmis sąlygomis – greitintuvais. Šiandien eksperimentiniai fizikai gali tiesiog paženklinti juos esamais eksperimentais reikiamu kiekiu, o antiseptikai ilgą laiką nelaikomi kažkuo iš paprastų.

Taip pat žiūrėkite:

1917, 1934Branduolio suirimas ir sintezė
1957Lawson Criterion

Paul Adrian Moris DIRAC
Paul Adrian Maurice Dirac, 1902-84

Didžiosios Britanijos teorijos fizikas. Gimusi Bristolyje iš imigrantų iš Šveicarijos šeimos. Dirac tėvas mokė prancūzų savo naujojoje tėvynėje ir, pasak istorijų, nenorėjo kalbėti su savo sūnumi kitaip nei jų gimtoji prancūzų kalba: taigi galbūt tyla, kurią Paulius Dirac išskyrė visą savo gyvenimą. 1921 m. Diracas baigė Bristolio elektrotechnikos institutą (dabar – Bristolio universitetą), po kurio jis išvyko mokyti matematiką ir fiziką Kembridže, kur jis įgijo daktaro laipsnį 1926 m., O po šešerių metų tapo garbės matematikos profesoriumi – ir šį prestižinį postą užėmė beveik keturiasdešimt metų. Net prieš ginant savo daktaro disertaciją, Dirac sugebėjo paskelbti keletą svarbių straipsnių apie kvantinę mechaniką.

1928 m. Dirac paskelbė straipsnį, kuriame pirmiausia paaiškinama elektrono elgsena, susijusi su reliatyvumo teorijos ir kvantinės mechanikos principų sujungimu. Būtent šiame darbe buvo numatytas anti-dalelių egzistavimas, o šiek tiek vėliau Diracas 1933 m. Gavo Nobelio premiją fizikoje, padalijus ją su Erwinu Schrödingeriu.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: