Ontdekker van antimaterie, kernfisikus Carl Anderson - Biografie - 2022
Carl Anderson is in 1905 gebore uit die Sweedse immigrante-ouers. Hy studeer 'n graad in ingenieurswese aan Caltech en studeer in 1927. Teen 1930 het hy 'n doktorsgraad behaal. in Fisika onder toesig van Robert A. Millikan.
Millian het die 1923 Nobelprys vir Fisika ontvang vir sy meting van die elektriese ladings wat deur die proton en die elektron gedra is. Hierdie 'elementêre lading' word as 'n fundamentele fisiese konstante beskou.
Millikan was ook een van die ontdekkers van die foto-elektriese effek, waarvoor Albert Einstein in 1922 die Nobelprys vir Fisika ontvang het.
SIEN OOK: NEUTRINOS SLEUTEL OM TE BEGRIP WAAROM DIE HEELAL SOVEEL MEER SAAK AS ANTIMATER HET
In 1932, as postdoc, het Anderson kosmiese strale begin ondersoek, wat hoë-energie protone en atoomkerne (protone en neutrone) is wat byna met die ligspoed deur die ruimte beweeg.
Kosmiese strale kom in ons son, buite die sonnestelsel, in sterreë in die verte en in supernova-ontploffings. Hul bestaan ​​is die eerste keer in 1912 ontdek deur balloneksperimente.
99% van kosmiese strale is die kerne van atome wat van hul elektronskille gestroop is, en 1% elektrone is. Van die kerne, 90% protone is, of net waterstofatome, 9% is alfadeeltjies wat identies is aan die kern van helium, en 1% is die kerne van swaarder elemente.
'N Baie klein fraksie kosmiese strale is egter iets wat in 1932 nog nooit voorheen gesien is nie - deeltjies van antimaterie, soos positrons of antiprotons.
Anderson kon kosmiese strale sien in wat uiteindelik bekend geword het as 'n Anderson Cloud Chamber. Dit is 'n verseëlde omgewing wat 'n oorversadigde damp van water of alkohol bevat. As 'n gelaaide deeltjie van 'n kosmiese straal deur die wolkekamer stroom, stamp dit elektrone van die gasmolekules binne, en dit skep 'n spoor van geïoniseerde gasdeeltjies.
'N Misagtige roete verskyn langs die spoor van die kosmiese straal wat 'n paar sekondes aanhou. Die spore van alfa-deeltjies is reguit en dik, terwyl die spoor van elektrone skerp en geboë is.
Anderson het die kosmiese straalspore begin fotografeer, en op een so 'n foto verskyn 'n geboë baan. Anderson besef dat die baan slegs gemaak kon word deur 'n deeltjie wat dieselfde massa as 'n elektron het, maar 'n teenoorgestelde of positiewe lading. Anderson het hierdie nuwe deeltjie a genoem positron.
'N Deeltjie "dieretuin"
Die positron was die eerste geïdentifiseerde antipartikel. Antipartikels is die eerste keer in 1928 deur die Engelse teoretiese fisikus Paul Dirac voorgestel. Hy het voorgestel dat elke atoomdeeltjie 'n antideeltjie het wat dieselfde massa het, maar die teenoorgestelde elektriese lading en ander kwantumverskille het. Vir sy ontdekking het Dirac saam met Erwin Schrodinger die Noel-prys in fisika in 1933 ontvang.
Na sy ontdekking van die positron, in 1936, ontdek Anderson nog 'n gelaaide deeltjie in kosmiese strale. Hierdie nuwe deeltjie het 'n massa een-tiende die van 'n proton en 207 keer die massa van 'n elektron. Dit was negatief gelaai en het draai 1/2, dieselfde as 'n elektron. Anderson het hierdie nuwe deeltjie 'n 'mesotron' genoem, maar dit het vinnig bekend geword as 'n meson.
Aanvanklik is gedink dat hierdie nuwe deeltjie 'n pion, wat twee jaar tevore deur Hideki Yukawa voorspel is in sy teorie van die sterk interaksie.
Toe dit duidelik word dat Anderson se nuwe deeltjie nie die pion is nie, het die fisikus I.I. Rabi het beroemd gevra: "Wie het dit bestel?" Uiteindelik word Anderson se meson as 'n beskou mu meson, ook bekend as 'n muon, en Yukawa se meson word die pi meson, wat ook bekend staan ​​as die pion.
Anderson se ontdekking was die eerste van 'n lang lys van nuut ontdekte subatomiese deeltjies wat bekend geword het as die "deeltjie-dieretuin". Dit was as gevolg van die onvermoë van fisici om hulle in 'n samehangende skema te kategoriseer. Dit was eers met die ontdekking van kwarks in die laat 1960's het die standaardmodel van deeltjie-fisika begin ontstaan. Vandag weet ons dat alle kwessies, bosone en leptone bestaan.
Carl Anderson het sy hele loopbaan in Caltech deurgebring, en tydens die Tweede Wêreldoorlog het hy daar raketnavorsing gedoen. Anderson is in 1991 oorlede.