Kas yra dalelė - atradimų istorija ir paprastas paaiškinimas

Žodžiu, prieš šimtą metų, būtent 1920 m., Kartą įvedus kvantinės mechanikos principą, subatominis pasaulis atrodė itin paprastas ir suprantamas.

Iš tiesų, pasak mokslininkų, atomą sudarė tik pora elementariųjų dalelių - protonas ir neutronas (eksperimentiškai neutrono buvimas buvo patvirtintas tik 30-aisiais).

Ir už atomo branduolio yra tik viena dalelė - elektronas. Tačiau ši idealistinė visata truko neilgai.

Kaip buvo atrasta pirmoji dalelė

Mokslininkų smalsumui nėra ribų, todėl aukštų kalnų laboratorijos pradėjo būti įrengtos įvairioms mokslinėms grupėms, ypač kurie šviesūs protai pradėjo aktyviai tyrinėti kosminius spindulius, kurie bombarduoja mūsų paviršių planetos.

Dėl šių tyrimų buvo pradėtos atrasti dalelės, kurios negalėjo egzistuoti idealioje protonų-neutronų-elektronų visatoje.

Tarp šių atvirų dalelių buvo ir pirmoji pasaulyje dalelė.

Antidalelių pasaulis iš esmės yra veidrodis pasaulio, prie kurio esame įpratę. Juk antidalelės masė tiksliai sutampa su paprastos dalelės mase, tik kitos jos charakteristikos yra visiškai priešingos prototipui.

Panagrinėkime elektroną. Jis turi neigiamą krūvį, o vadinamoji porinė dalelė, vadinama pozitronu, turi teigiamą krūvį. Atitinkamai protonas turi teigiamą krūvį, antiprotonas turi neigiamą krūvį ir pan.

Taigi, jei dalelė ir antidalelė susiduria, tada jos viena kitą sunaikina, tai yra, susiduriančios dalelės nustoja egzistuoti.

Bet šis įvykis nepraeina be pėdsakų. Dėl šio proceso išsiskiria didžiulis energijos kiekis, kuris paskui išsklaidomas erdvėje fotonų ir visų rūšių ultravioletinių dalelių srauto pavidalu.

Kas atrado pirmąją dalelę

Pirmąją teorinę prognozę apie žinomų antidalelių egzistavimą pateikė P. Diracas savo veikale, išleistame 1930 m.

Taigi, norėdami suvokti, kaip dalelės ir antidalelės pasireiškia aktyvios sąveikos metu pagal Diracą, įsivaizduokite tolygų lauką.

Taigi, jei kastuvu iškasite mažą skylę, susidarys du daiktai, skylė ir krūva.

Jei įsivaizduosime, kad žemės krūva yra dalelė, o skylė yra antidalelė, ir jei užpildysite skylę šia dirva, tada nebus nei vieno, nei kito. Tai yra, atsiras sunaikinimo proceso analogas.

Kol vieni mokslininkai užsiėmė teoriniais skaičiavimais, kiti surinko eksperimentines instaliacijas. Taigi, visų pirma, eksperimentinis fizikas K. D. Andersonas, rinko tyrimų įrangą kasybos laboratorijoje Pike Summit mieste (JAV, Kolorado valstija) ir vadovaujamas R. Millikena ketino tirti kosminius spindulius.

Šiems tikslams buvo išrasta instaliacija (vėliau instaliacija buvo vadinama kondensacijos kamera), kurią sudarė spąstai, įdėti į galingą magnetinį lauką. Puolusios taikinį, dalelės, skriejančios per specialią kamerą, jame paliko kondensato taką.

Būtent ant jo mokslininkai nustatė praeinančios dalelės masę ir, priklausomai nuo dalelės įlinkio magnetiniame lauke kampo, mokslininkai nustatė dalelės krūvį.

Taigi, iki 1932 m. Buvo užfiksuota visa susidūrimų serija, kurios metu susidarė dalelės, kurių masė tiksliai atitiko elektrono masę. Bet jų įlinkis magnetiniame lauke aiškiai parodė, kad dalelė turi teigiamą krūvį.

Taip pirmą kartą eksperimentiškai buvo atrasta antidalelė - pozitronas.

Už šį pasiekimą 1936 m. Mokslininkui buvo įteikta Nobelio premija, kuria jis tikrai pasidalijo su V. F. Hessas, mokslininkas, eksperimentiškai patvirtinęs kosminių spindulių egzistavimą.

Visos vėlesnės dalelės jau gautos atliekant laboratorinius eksperimentus. Šiandien antidalelė nebėra kažkas egzotiško, todėl fizikai gali specialiais akseleratoriais jas įsprausti reikiama suma.

Jei jums patiko medžiaga, nepamirškite patikti, parašykite komentarą ir užsiprenumeruokite. Ačiū už dėmesį!