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交德逊发现正电子

时间:2022-02-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:卡尔.戴维.安德逊,美国物理学家,美国加州理工学院物理教授密立根的学生。从1930年起,安德逊开始负责用云室观测宇宙射线。1932年8月2日,安德逊在照片中发现一条特殊的轨迹,与电子的轨迹相似,却有相反的方向。正电子的发现,很快引起了人们的广泛关注。

卡尔.戴维.安德逊(Carl David Anderson,1905~),美国物理学家,美国加州理工学院物理教授密立根的学生。从1930年起,安德逊开始负责用云室观测宇宙射线。云室的设计很巧妙,室中加了一块6毫米厚的铅板,来减慢粒子的运动速度,并增加粒子的路径曲率,将云室放置于磁场中,并用快速的方法拍下粒子径迹的照片。

1932年8月2日,安德逊在照片中发现一条特殊的轨迹,与电子的轨迹相似,却有相反的方向。根据由实验中观测的粒子径迹的长度、粗细、曲率半径以及磁场的强度、方向等数据,得出粒子电荷为正,且与电子有相同的质量的结论,这就是狄拉克曾从理论上预言存在的正电子。

正电子的发现,很快引起了人们的广泛关注。后来实验证明,不只在宇宙射线中,而且在某些有放射性核参加的核反应过程中,也可以找到正电子的轨迹。实验发现,正电子与负电子总是成对出现,因为具有相同质量,相反极性的电荷,所以在磁场中的径迹总是呈现一对半径相同但取向相反的圆,并且正电子在运动过程中遇到负电子会发生湮灭。

电子对的产生和湮灭,使人们认识到,“基本粒子”不再包含“基本的”和“不可再分”的内涵了。在适当的条件下,正负电子可以成对的产生或湮灭,也就是说基本粒子可以互相转化,物质的各种形态可以互相转变。人们开始想像是否存在其他的反粒子,如反质子、反中子,或者在遥远的宇宙深处,还有一个不为我们所知的反世界。就像一面镜子,有一个反物质组成的自我在同一个时间做着同样的事情。

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