Wat is antideeltjes - ontdekkingsgeschiedenis en eenvoudige uitleg

Letterlijk honderd jaar geleden, namelijk in 1920, toen het principe van de kwantummechanica eenmaal was geïntroduceerd, leek de subatomaire wereld buitengewoon eenvoudig en begrijpelijk.

Volgens wetenschappers waren er inderdaad maar een paar elementaire deeltjes die een atoom vormden - een proton en een neutron (experimenteel werd het bestaan ​​van een neutron pas in de jaren 30 bevestigd).

En er is maar één deeltje buiten de atoomkern - een elektron. Maar dit idealistische universum duurde niet lang.

Hoe het eerste antideeltje werd ontdekt

Er is geen limiet aan de nieuwsgierigheid van wetenschappers, en daarom werden er hooggebergte laboratoria uitgerust voor welke slimme geesten begonnen actief kosmische straling te bestuderen, die het oppervlak van ons bombardeerden planeten.

En als resultaat van deze onderzoeken begonnen deeltjes te worden ontdekt die, nou ja, niet konden bestaan ​​in het ideale proton-neutronen-elektron-universum.

En onder deze open deeltjes bevond zich 's werelds eerste antideeltje.

De wereld van antideeltjes is in wezen een spiegelbeeld van de wereld die we gewend zijn. De massa van een antideeltje valt immers precies samen met de massa van een gewoon deeltje, alleen zijn de andere eigenschappen ervan volledig tegengesteld aan het prototype.

Laten we eens kijken naar een elektron. Het heeft een negatieve lading en het zogenaamde gepaarde deeltje, een positron genaamd, heeft een positieve lading. Dienovereenkomstig heeft het proton een positieve lading, het antiproton een negatieve lading, enzovoort.

Dus als een deeltje en een antideeltje botsen, worden ze wederzijds vernietigd, dat wil zeggen dat de botsende deeltjes ophouden te bestaan.

Maar deze gebeurtenis gaat niet spoorloos voorbij. Door dit proces komt een enorme hoeveelheid energie vrij die vervolgens in de ruimte wordt verstrooid in de vorm van een stroom fotonen en allerhande ultralichte deeltjes.

Wie ontdekte het eerste antideeltje

De eerste theoretische voorspelling over het bestaan ​​van de beruchte antideeltjes werd gedaan door P. Dirac in zijn werk, gepubliceerd in 1930.

Dus, om te beseffen hoe deeltjes en antideeltjes zich manifesteren tijdens actieve interactie volgens Dirac, stel je een gelijkmatig veld voor.

Dus als je een klein gat graaft met een schop, dan worden er twee objecten, een gat en een stapel, gevormd.

Als we ons voorstellen dat een hoop aarde een deeltje is, en een gat een antideeltje, en als je een gat met deze aarde vult, dan zal er noch het een noch het ander zijn. Dat wil zeggen, er zal een analoog van het vernietigingsproces plaatsvinden.

Terwijl sommige wetenschappers bezig waren met theoretische berekeningen, bouwden anderen experimentele installaties. Dus in het bijzonder de experimentele fysicus K. D. Anderson, verzamelde onderzoeksapparatuur in een mijnlaboratorium op Pike Summit (VS, Colorado) en onder leiding van R. Millikena ging kosmische straling bestuderen.

Voor deze doeleinden werd een installatie uitgevonden (later werd de installatie een condensatiekamer genoemd), die bestond uit een val die in een krachtig magnetisch veld was geplaatst. Bij een aanval op het doelwit lieten de deeltjes die door een speciale kamer vlogen een condensatiespoor achter.

Daarop bepaalden wetenschappers de massa van een passerend deeltje, en afhankelijk van de afbuighoek van een deeltje in een magnetisch veld, bepaalden wetenschappers de lading van het deeltje.

Dus tegen 1932 werd een hele reeks botsingen geregistreerd, waarbij deeltjes werden gevormd met een massa die precies overeenkwam met de massa van een elektron. Maar hun afbuiging in een magnetisch veld gaf duidelijk aan dat het deeltje een positieve lading had.

Dit is hoe het antideeltje, het positron, voor het eerst experimenteel werd ontdekt.

Voor deze prestatie ontving de wetenschapper in 1936 de Nobelprijs, die hij echt deelde met V. F. Hess, een wetenschapper die experimenteel het bestaan ​​van kosmische straling bevestigde.

Alle volgende antideeltjes zijn al verkregen in laboratoriumexperimenten. Tegenwoordig is het antideeltje niet langer iets exotisch en kunnen natuurkundigen ze in de vereiste hoeveelheid stempelen op speciale versnellers.

Als je het materiaal leuk vond, vergeet het dan niet leuk te vinden, schrijf een opmerking en abonneer je. Dank u voor uw aandacht!