Что такое Античастица – история открытия и простое объяснение

Буквально сто лет тому назад, а именно в 1920-ом году, разу после того как был введен принцип квантовой механики, субатомный мир представлялся предельно простым и понятным.

Ведь по версии ученых была всего пара элементарных частиц, из которых состоял атом – протон и нейтрон (экспериментально существование нейтрона было подтверждено только в 30-егоды).

И всего одна частица за пределами атомарного ядра – электрон. Но эта идеалистическая Вселенная просуществовала недолго.

Что такое Античастица – история открытия и простое объяснение

Как была открыта первая античастица

Любопытству ученых нет предела и поэтому для разных научных групп стали оборудоваться высокогорные лаборатории, в которых светлые головы стали активно изучать космические лучи, которые круглосуточно бомбардируют поверхность нашей планеты.

И в результате этих исследований стали обнаруживаться частицы, которые ну никак не могли существовать в идеальной протонно-нейтронно-электронной Вселенной.

И среди этих открытых частиц оказалась и первая в мире античастица.

Мир античастиц – это по своей сути зеркальное отражение привычного для нас мира. Ведь масса у античастицы точно совпадает с массой обычной частицы, вот только другие ее характеристики полностью противоположны прообразу.

Давайте рассмотрим электрон. У него отрицательный заряд, а так называемая парная частица, названная позитроном, имеет положительный заряд. Соответственно у протона положительный заряд, у антипротона – отрицательный и т. п.

Что такое Античастица – история открытия и простое объяснение

Так вот если частица и античастица сталкивается, то они взаимо-уничтожаются, то есть столкнувшиеся частицы прекращают свое существование.

Но это событие не проходит бесследно. В результате этого процесса выделяется огромное количество энергии, которое затем рассеивается в пространстве в виде потока фотонов и всевозможных сверхлегких частиц.

Кто открыл первую античастицу

Первое теоретическое предсказание о существовании пресловутых античастиц осуществил П. Дирак в своем труде, опубликованном в 1930-ом году.

Так для того, чтобы осознать как проявляют себя частицы и античастицы при активном взаимодействии по Дираку, вообразите себе ровное поле.

Так вот если с помощью лопаты выкопать небольшую лунку, то сформируются два объекта яма и кучка.

Если представить, что куча земли – это частица, а яма – античастица, а если вы засыпите яму этим грунтом, то не будет ни того, ни другого. То есть произойдет аналог процесса аннигиляции.

Пока одни ученые занимались теоретическими выкладками, другие собирали экспериментальные установки. Так в частности физик-экспериментатор К. Д. Андерсон, собирал исследовательское оборудование в горной лаборатории на вершине Пайк (США, штат Колорадо) и под руководством Р. Милликена собирался заняться изучением космических лучей.

Для этих целей была придумана установка (в последствии установку назвали конденсационная камера), которая состояла из ловушки, помещенной в мощное магнитное поле. Атакуя мишень частицы, пролетая через специальную камеру, оставляли в ней конденсационный след.

Что такое Античастица – история открытия и простое объяснение

Вот по нему ученые и определяли массу пролетевшей частицы, а в зависимости от угла отклонения частицы в магнитном поле ученые определяли заряд частицы.

Так вот к 1932 году был зарегистрирован целый рад столкновений, в ходе которых формировались частицы с массой, которая точно соответствует массе электрона. Вот только их отклонение в магнитном поле явно указывало, что заряд у частицы был положительный.

Именно таким образом была впервые обнаружена экспериментальным путем античастица – позитрон.

Что такое Античастица – история открытия и простое объяснение

За это достижение в 1936 году ученому была присуждена Нобелевская премия, которую он правда разделил с В. Ф. Гессом, ученым, который экспериментально подтвердил существование космических лучей.

Все последующие античастицы были уже получены в ходе лабораторных экспериментов. На сегодня античастица уже не является чем-то экзотическим и физики могут их штамповать в требуемом количестве на специальных ускорителях.

Если вам понравился материал, тогда не забудьте оценить его лайком, написать комментарий и подписаться. Спасибо за уделенное внимание!