Τι είναι το Antiparticle - Ιστορικό Ανακάλυψης και Απλή Επεξήγηση

Κυριολεκτικά πριν από εκατό χρόνια, δηλαδή το 1920, όταν εισήχθη η αρχή της κβαντικής μηχανικής, ο υποατομικός κόσμος φαινόταν εξαιρετικά απλός και κατανοητός.

Πράγματι, σύμφωνα με τους επιστήμονες, υπήρχαν μόνο μερικά στοιχειώδη σωματίδια που αποτελούσαν ένα άτομο - ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο (πειραματικά η ύπαρξη ενός νετρονίου επιβεβαιώθηκε μόνο τη δεκαετία του '30).

Και υπάρχει μόνο ένα σωματίδιο έξω από τον ατομικό πυρήνα - ένα ηλεκτρόνιο. Αλλά αυτό το ιδεαλιστικό σύμπαν δεν κράτησε πολύ.

Πώς ανακαλύφθηκε το πρώτο αντισωματίδιο

Δεν υπάρχει όριο στην περιέργεια των επιστημόνων και ως εκ τούτου άρχισαν να είναι εξοπλισμένα εργαστήρια υψηλών βουνών ποια λαμπρά μυαλά άρχισαν να μελετούν ενεργά τις κοσμικές ακτίνες, οι οποίες βομβαρδίζουν την επιφάνεια μας πλανήτες.

Και ως αποτέλεσμα αυτών των μελετών, τα σωματίδια άρχισαν να ανακαλύπτονται ότι, καλά, δεν θα μπορούσαν να υπάρχουν στο ιδανικό σύμπαν πρωτονίων-νετρονίων-ηλεκτρονίων.

Και μεταξύ αυτών των ανοιχτών σωματιδίων ήταν το πρώτο αντισωματίδιο στον κόσμο.

Ο κόσμος των αντισωματιδίων είναι ουσιαστικά ένας καθρέφτης εικόνας του κόσμου που έχουμε συνηθίσει. Σε τελική ανάλυση, η μάζα ενός αντισωματιδίου συμπίπτει ακριβώς με τη μάζα ενός συνηθισμένου σωματιδίου, μόνο τα άλλα χαρακτηριστικά του είναι εντελώς αντίθετα από το πρωτότυπο.

Ας εξετάσουμε ένα ηλεκτρόνιο. Έχει αρνητικό φορτίο και το λεγόμενο ζεύγος σωματιδίων, που ονομάζεται ποζιτρόνιο, έχει θετικό φορτίο. Κατά συνέπεια, το πρωτόνιο έχει θετικό φορτίο, το αντιπρωτόνιο έχει αρνητικό φορτίο και ούτω καθεξής.

Επομένως, εάν ένα σωματίδιο και ένα αντισωματίδιο συγκρούονται, τότε εξαλείφονται αμοιβαία, δηλαδή, τα συγκρουόμενα σωματίδια παύουν να υπάρχουν.

Αλλά αυτό το γεγονός δεν περνάει χωρίς ίχνος. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, απελευθερώνεται τεράστια ποσότητα ενέργειας, η οποία στη συνέχεια διασκορπίζεται στο διάστημα με τη μορφή ροής φωτονίων και όλων των ειδών σωματιδίων εξαιρετικά ελαφρού.

Ποιος ανακάλυψε το πρώτο αντισωματίδιο

Η πρώτη θεωρητική πρόβλεψη για την ύπαρξη των διαβόητων αντισωματιδίων έγινε από τον Π. Ο Dirac στο έργο του, που δημοσιεύθηκε το 1930.

Έτσι, για να συνειδητοποιήσουμε πώς τα σωματίδια και τα αντισωματίδια εκδηλώνονται κατά την ενεργή αλληλεπίδραση σύμφωνα με τον Dirac, φανταστείτε ένα ομοιόμορφο πεδίο.

Έτσι, αν σκάψετε μια μικρή τρύπα με ένα φτυάρι, τότε θα σχηματιστούν δύο αντικείμενα, μια τρύπα και ένα σωρό.

Εάν φανταζόμαστε ότι ένας σωρός της γης είναι ένα σωματίδιο, και μια τρύπα είναι ένα αντισωματίδιο, και εάν γεμίσετε μια τρύπα με αυτό το χώμα, τότε δεν θα υπάρχει ούτε το ένα ούτε το άλλο. Δηλαδή, θα εμφανιστεί ένα ανάλογο της διαδικασίας αφανισμού.

Ενώ ορισμένοι επιστήμονες ασχολήθηκαν με θεωρητικούς υπολογισμούς, άλλοι συγκέντρωσαν πειραματικές εγκαταστάσεις. Έτσι, ειδικότερα, ο πειραματικός φυσικός Κ. ΡΕ. Ο Άντερσον, συγκέντρωσε ερευνητικό εξοπλισμό σε εργαστήριο εξόρυξης στο Pike Summit (ΗΠΑ, Κολοράντο) και υπό την ηγεσία του R. Η Μίλικεννα επρόκειτο να μελετήσει κοσμικές ακτίνες.

Για τους σκοπούς αυτούς, εφευρέθηκε μια εγκατάσταση (αργότερα η εγκατάσταση ονομάστηκε θάλαμος συμπύκνωσης), η οποία συνίστατο σε παγίδα τοποθετημένη σε ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Επίθεση στο στόχο, τα σωματίδια που πετούν μέσω ενός ειδικού θαλάμου άφησαν ένα ίχνος συμπύκνωσης σε αυτό.

Σε αυτό ακριβώς οι επιστήμονες καθόρισαν τη μάζα ενός διερχόμενου σωματιδίου και ανάλογα με τη γωνία εκτροπής ενός σωματιδίου σε ένα μαγνητικό πεδίο, οι επιστήμονες καθόρισαν το φορτίο του σωματιδίου.

Έτσι, το 1932, καταγράφηκε μια ολόκληρη σειρά συγκρούσεων, κατά τη διάρκεια των οποίων σχηματίστηκαν σωματίδια με μάζα που αντιστοιχεί ακριβώς στη μάζα ενός ηλεκτρονίου. Αλλά η εκτροπή τους σε μαγνητικό πεδίο έδειξε σαφώς ότι το σωματίδιο είχε θετικό φορτίο.

Έτσι ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά πειραματικά το αντισωματίδιο, το ποζιτρόνιο.

Για αυτό το επίτευγμα το 1936, ο επιστήμονας απονεμήθηκε το βραβείο Νόμπελ, το οποίο πραγματικά μοιράστηκε με τον V. ΦΑ. Ο Έσσης, ένας επιστήμονας που επιβεβαίωσε πειραματικά την ύπαρξη κοσμικών ακτίνων.

Όλα τα επακόλουθα αντισωματίδια έχουν ήδη ληφθεί σε εργαστηριακά πειράματα. Σήμερα, το σωματίδιο δεν είναι πλέον κάτι εξωτικό και οι φυσικοί μπορούν να τα σφραγίσουν στην απαιτούμενη ποσότητα σε ειδικούς επιταχυντές.

Αν σας άρεσε το υλικό, μην ξεχάσετε να το αρέσει, γράψτε ένα σχόλιο και εγγραφείτε. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!