Biografie

Descoperitorul antimateriei, fizicianul nuclear Carl Anderson

Descoperitorul antimateriei, fizicianul nuclear Carl Anderson

Carl Anderson s-a născut în 1905 din părinți imigranți suedezi. A urmat o diplomă în inginerie la Caltech, absolvind în 1927. Până în 1930, a primit un doctorat. în fizică sub supravegherea lui Robert A. Millikan.

Millian a primit Premiul Nobel pentru fizică din 1923 pentru măsurarea sarcinilor electrice purtate de proton și electron. Această „sarcină elementară” este considerată o constantă fizică fundamentală.

Millikan a fost, de asemenea, unul dintre descoperitorii efectului fotoelectric, pentru care Albert Einstein a primit premiul Nobel pentru fizică în 1922.

VEZI ȘI: NEUTRINOS CHEIE PENTRU ÎNȚELEGEREA DE CE UNIVERSUL ARE ATÂT MAI MULTĂ MATERIE decât ANTIMATORUL

Raze cosmice

În 1932, ca postdoctor, Anderson a început să investigheze razele cosmice care sunt protoni cu energie mare și nuclei atomici (protoni și neutroni) care călătoresc prin spațiu cu aproape viteza luminii.

Razele cosmice își au originea în soarele nostru, în afara sistemului solar, în galaxii îndepărtate și în explozii de supernove. Existența lor a fost descoperită pentru prima dată în 1912 prin experimente cu baloane.

99% de raze cosmice sunt nucleele atomilor care au fost dezbrăcate de cochilii lor de electroni și 1% sunt electroni. Din nuclee, 90% sunt protoni sau doar atomi de hidrogen, 9% sunt particule alfa, care sunt identice cu nucleele de heliu și 1% sunt nucleele elementelor mai grele.

Cu toate acestea, o fracțiune foarte mică a razelor cosmice este ceva ce în 1932 nu mai fusese văzut până acum - particule de antimaterie, precum pozitroni sau antiprotoni.

Camera norilor

Anderson a reușit să vadă razele cosmice în ceea ce a devenit în cele din urmă cunoscut sub numele de o cameră Anderson Cloud. Este un mediu sigilat care conține vapori suprasaturați fie de apă, fie de alcool. Atunci când o particulă încărcată dintr-o rază cosmică curge prin camera de nor, aceasta scoate electronii din moleculele de gaz din interior și acest lucru creează o urmă de particule de gaz ionizate.

O pistă asemănătoare cu ceața apare de-a lungul pistei razei cosmice care persistă câteva secunde. Urmele particulelor alfa sunt drepte și groase, în timp ce urmele electronilor sunt șterse și curbate.

Anderson a început să fotografieze urmele de raze cosmice și, într-o astfel de fotografie, a apărut o cale curbată. Anderson și-a dat seama că pista ar fi putut fi realizată doar de o particulă care are aceeași masă ca un electron, dar o sarcină opusă sau pozitivă. Anderson a numit această nouă particulă a Pozitron.

O „grădină zoologică” a particulelor

Pozitronul a fost primul antiparticulă identificată. Antiparticulele fuseseră propuse pentru prima dată în 1928 de către fizicianul teoretic englez Paul Dirac. El a propus ca fiecare particulă atomică să aibă o antiparticulă care are aceeași masă, dar are sarcina electrică opusă și alte diferențe cuantice. Pentru descoperirea sa, Dirac a primit premiul Noel în fizică din 1933 alături de Erwin Schrodinger.

După descoperirea pozitronului, în 1936, Anderson a descoperit o altă particulă încărcată în raze cosmice. Această nouă particulă avea o masă o zecime cea a unui proton și De 207 ori masa unui electron. A fost încărcat negativ și avea rotire 1/2, la fel ca un electron. Anderson a numit această nouă particulă „mezotron”, dar a devenit rapid cunoscută sub numele de mezon.

La început, s-a crezut că această nouă particulă este o pion, care fusese prezis de Hideki Yukawa cu doi ani mai devreme în teoria sa a interacțiunii puternice.

Când a devenit clar că noua particulă a lui Anderson nu era pionul, fizicianul I.I. Rabi a întrebat faimosul: "Cine a comandat asta?" În cele din urmă, mesonul lui Anderson a fost considerat a mu meson, cunoscut și sub numele de muon, iar mezonul lui Yukawa a devenit pi meson, care este, de asemenea, cunoscut sub numele de pion.

Descoperirea lui Anderson a fost prima dintr-o lungă listă de particule subatomice nou descoperite care au devenit cunoscute sub numele de „grădina zoologică cu particule”. Acest lucru s-a datorat incapacității fizicienilor de a le clasifica într-o schemă coerentă. Abia după descoperirea lui quarks la sfârșitul anilor 1960, a început să apară Modelul standard al fizicii particulelor. Astăzi, știm că toată materia este alcătuită din quarcuri, bosoni și leptoni.

Carl Anderson și-a petrecut întreaga carieră la Caltech și, în timpul celui de-al doilea război mondial, a efectuat cercetări de rachetă acolo. Anderson a murit în 1991.


Priveste filmarea: 10 lucruri despre univers descoperite cu telescopul Hubble (Iunie 2021).