Βιογραφία

The Discoverer of Antimatter, Πυρηνικός φυσικός Carl Anderson

The Discoverer of Antimatter, Πυρηνικός φυσικός Carl Anderson


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ο Carl Anderson γεννήθηκε το 1905 από Σουηδούς μετανάστες γονείς. Ακολούθησε πτυχίο μηχανικής στο Caltech, αποφοιτώντας το 1927. Μέχρι το 1930, είχε λάβει διδακτορικό. στη Φυσική υπό την επίβλεψη του Robert A. Millikan.

Ο Μίλιαν είχε λάβει το βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1923 για τη μέτρηση των ηλεκτρικών φορτίων που μεταφέρθηκαν από το πρωτόνιο και το ηλεκτρόνιο. Αυτό το "στοιχειώδες φορτίο" θεωρείται μια θεμελιώδης φυσική σταθερά.

Ο Μίλικα ήταν επίσης ένας από τους ευρητές του φωτοηλεκτρικού εφέ, για το οποίο ο Άλμπερτ Αϊνστάιν έλαβε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1922.

ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: ΝΕΥΤΡΙΝΟΣ ΚΛΕΙΔΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗ ΓΙΑΤΙ ΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΕΙΝΑΙ ΠΟΛΛΑ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΟ ΑΠΟ ΑΝΤΙΜΑΤΙΣΤΗ

Κοσμικές ακτίνες

Το 1932, ως postdoc, ο Άντερσον άρχισε να ερευνά κοσμικές ακτίνες που είναι πρωτόνια υψηλής ενέργειας και ατομικοί πυρήνες (πρωτόνια και νετρόνια) που ταξιδεύουν στο διάστημα με σχεδόν την ταχύτητα του φωτός.

Οι κοσμικές ακτίνες προέρχονται από τον ήλιο μας, έξω από το ηλιακό σύστημα, σε απομακρυσμένους γαλαξίες και σε εκρήξεις σουπερνόβα. Η ύπαρξή τους ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 1912 μέσω πειραμάτων με μπαλόνια.

99% των κοσμικών ακτίνων είναι οι πυρήνες των ατόμων που έχουν αφαιρεθεί από τα κελύφη ηλεκτρονίων τους, και 1% είναι ηλεκτρόνια. Από τους πυρήνες, 90% είναι πρωτόνια, ή απλά άτομα υδρογόνου, 9% είναι σωματίδια άλφα, τα οποία είναι πανομοιότυπα με τους πυρήνες του ηλίου, και 1% είναι οι πυρήνες των βαρύτερων στοιχείων.

Ωστόσο, ένα πολύ μικρό κλάσμα κοσμικών ακτίνων είναι κάτι που το 1932 δεν είχε ξαναδεί ποτέ - σωματίδια του αντιύλη, όπως ποζιτρόνια ή αντιπρωτόνια.

Ο θάλαμος σύννεφων

Ο Άντερσον μπόρεσε να δει κοσμικές ακτίνες σε αυτό που τελικά έγινε γνωστό ως Anderson Cloud Chamber. Είναι ένα σφραγισμένο περιβάλλον που περιέχει έναν υπερκορεσμένο ατμό νερού ή αλκοόλ. Όταν ένα φορτισμένο σωματίδιο από μια κοσμική ακτίνα ρέει μέσω του θαλάμου νέφους, χτυπά τα ηλεκτρόνια από τα μόρια αερίου στο εσωτερικό, και αυτό δημιουργεί ένα ίχνος σωματιδίων ιονισμένου αερίου.

Ένα ίχνος σαν ομίχλη εμφανίζεται κατά μήκος της διαδρομής της κοσμικής ακτίνας που παραμένει για αρκετά δευτερόλεπτα. Τα ίχνη των σωματιδίων άλφα είναι ευθεία και παχιά, ενώ η διαδρομή των ηλεκτρονίων είναι σοφός και κυρτός.

Ο Άντερσον άρχισε να φωτογραφίζει τις κοσμικές ακτίνες, και σε μια τέτοια φωτογραφία, εμφανίστηκε ένα καμπύλο κομμάτι. Ο Άντερσον συνειδητοποίησε ότι το κομμάτι μπορούσε να κατασκευαστεί μόνο από ένα σωματίδιο που έχει την ίδια μάζα με ένα ηλεκτρόνιο, αλλά ένα αντίθετο ή θετικό φορτίο. Ο Άντερσον ονόμασε αυτό το νέο σωματίδιο α θετικόν ηλεκτρόνιο.

Ένα σωματίδιο "ζωολογικός κήπος"

Το ποζιτρόνιο ήταν το πρώτο αναγνωρισμένο αντισωματίδιο. Τα αντισωματίδια είχαν προταθεί για πρώτη φορά το 1928 από τον Άγγλο θεωρητικό φυσικό Paul Dirac. Πρότεινε ότι κάθε ατομικό σωματίδιο έχει ένα αντισωματίδιο που έχει την ίδια μάζα, αλλά έχει το αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο και άλλες κβαντικές διαφορές. Για την ανακάλυψή του, ο Ντιράκ απονεμήθηκε το Βραβείο Νόελ του 1933 στη Φυσική μαζί με τον Έρβιν Σρόντινγκερ

Μετά την ανακάλυψη του ποζιτρονίου, το 1936, ο Άντερσον ανακάλυψε ένα άλλο φορτισμένο σωματίδιο σε κοσμικές ακτίνες. Αυτό το νέο σωματίδιο είχε μάζα ένα δέκατο αυτό ενός πρωτονίου και 207 φορές η μάζα ενός ηλεκτρονίου. Φορτίστηκε αρνητικά και είχε περιστροφή 1/2, το ίδιο με ένα ηλεκτρόνιο. Ο Άντερσον ονόμασε αυτό το νέο σωματίδιο "μεσοτρόνιο", αλλά γρήγορα έγινε γνωστό ως α μεσόνιο.

Στην αρχή, θεωρήθηκε ότι αυτό το νέο σωματίδιο ήταν pion, που είχε προβλεφθεί από τον Hideki Yukawa δύο χρόνια νωρίτερα στη θεωρία του για την ισχυρή αλληλεπίδραση.

Όταν έγινε σαφές ότι το νέο σωματίδιο του Άντερσον δεν ήταν το pion, ο φυσικός I.I. Ο Ράμπι ρώτησε διάσημα, "Ποιος το διέταξε;" Τελικά, το μεσόνιο του Άντερσον θεωρήθηκε α μου μεσον, επίσης γνωστό ως μουόν, και το μεσόνιο της Γιουκάουα έγινε το π μεσόν, το οποίο είναι επίσης γνωστό ως το Πίον.

Η ανακάλυψη του Άντερσον ήταν η πρώτη από έναν μακρύ κατάλογο πρόσφατα ανακαλυφθέντων υποατομικών σωματιδίων που έγινε γνωστά ως "σωματιδιακός ζωολογικός κήπος". Αυτό οφείλεται στην αδυναμία των φυσικών να τις κατηγοριοποιήσουν σε ένα συνεκτικό σχήμα. Δεν ήταν μέχρι την ανακάλυψη του κουάρκ στα τέλη της δεκαετίας του 1960 που άρχισε να αναδύεται το πρότυπο μοντέλο της φυσικής των σωματιδίων. Σήμερα, γνωρίζουμε ότι όλα τα θέματα αποτελούνται από κουάρκ, μποζόνια και λεπτόνια.

Ο Carl Anderson πέρασε ολόκληρη την καριέρα του στο Caltech, και κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου, πραγματοποίησε έρευνα πυραύλων εκεί. Ο Άντερσον πέθανε το 1991.


Δες το βίντεο: What is Antimatter Explained (Οκτώβριος 2022).