Ce este antiparticulele - Istoria descoperirilor și explicația simplă

Literal acum o sută de ani, și anume în 1920, odată ce a fost introdus principiul mecanicii cuantice, lumea subatomică părea extrem de simplă și de înțeles.

Într-adevăr, potrivit oamenilor de știință, au existat doar câteva particule elementare, din care constau atomul - un proton și un neutron (experimental, existența unui neutron a fost confirmată abia în anii 30).

Și există o singură particulă în afara nucleului atomic - un electron. Dar acest univers idealist nu a durat mult.

Cum a fost descoperită prima antiparticulă

Nu există nicio limită a curiozității oamenilor de știință și, prin urmare, laboratoarele de munte au început să fie echipate pentru diferite grupuri științifice, în ale căror minți strălucitoare au început să studieze în mod activ razele cosmice, care bombardează suprafața noastră planete.

Și ca urmare a acestor studii, au început să fie descoperite particule care, bine, nu ar putea exista în universul ideal protoni-neutroni-electroni.

Și printre aceste particule deschise a fost prima antiparticulă din lume.

Lumea antiparticulelor este în esență o imagine în oglindă a lumii cu care suntem obișnuiți. La urma urmei, masa unei antiparticule coincide exact cu masa unei particule obișnuite, doar celelalte caracteristici ale acesteia sunt complet opuse prototipului.

Să luăm în considerare un electron. Are o sarcină negativă, iar așa-numita particulă pereche, numită pozitron, are o sarcină pozitivă. În consecință, protonul are o sarcină pozitivă, antiprotonul are o sarcină negativă și așa mai departe.

Deci, dacă o particulă și o antiparticulă se ciocnesc, atunci ele se anihilează reciproc, adică particulele care se ciocnesc încetează să mai existe.

Dar acest eveniment nu trece fără urmă. Ca urmare a acestui proces, se eliberează o cantitate uriașă de energie, care este apoi împrăștiată în spațiu sub forma unui flux de fotoni și tot felul de particule ultra-ușoare.

Cine a descoperit prima antiparticulă

Prima predicție teoretică despre existența notorilor antiparticule a fost făcută de P. Dirac în lucrarea sa, publicată în 1930.

Deci, pentru a realiza modul în care particulele și antiparticulele se manifestă în timpul interacțiunii active conform lui Dirac, imaginați-vă un câmp uniform.

Deci, dacă săpați o gaură mică cu o lopată, atunci se vor forma două obiecte, o gaură și o grămadă.

Dacă ne imaginăm că o grămadă de pământ este o particulă și o gaură este o antiparticulă și dacă umpleți o gaură cu acest sol, atunci nu vor fi nici una, nici cealaltă. Adică, va avea loc un analog al procesului de anihilare.

În timp ce unii oameni de știință au fost implicați în calcule teoretice, alții au asamblat instalații experimentale. Deci, în special, fizicianul experimental K. D. Anderson, a colectat echipamente de cercetare într-un laborator minier la Pike Summit (SUA, Colorado) și sub conducerea lui R. Millikena urma să studieze razele cosmice.

În aceste scopuri, a fost inventată o instalație (ulterior instalația a fost numită cameră de condensare), care consta dintr-o capcană plasată într-un câmp magnetic puternic. Atacând ținta, particulele care zboară printr-o cameră specială au lăsat o urmă de condens în ea.

Oamenii de știință l-au folosit pentru a determina masa unei particule trecătoare și, în funcție de unghiul de deviere a unei particule într-un câmp magnetic, oamenii de știință au determinat sarcina particulelor.

Deci, până în 1932, au fost înregistrate o serie întreagă de coliziuni, în timpul cărora s-au format particule cu o masă care corespundea exact la masa unui electron. Dar devierea lor într-un câmp magnetic a indicat clar că particula avea o sarcină pozitivă.

Acesta este modul în care antiparticulele, pozitronul, au fost descoperite pentru prima dată experimental.

Pentru această realizare din 1936, omul de știință a primit Premiul Nobel, pe care l-a împărtășit cu V. F. Hess, un om de știință care a confirmat experimental existența razelor cosmice.

Toate antiparticulele ulterioare au fost deja obținute în experimente de laborator. Astăzi antiparticulele nu mai sunt ceva exotic, iar fizicienii le pot ștampila în cantitatea necesară pe acceleratoare speciale.

Dacă ți-a plăcut materialul, atunci nu uita să-ți placă, scrie un comentariu și abonează-te. Vă mulțumim pentru atenție!