Was ist Antiteilchen - Entdeckungsgeschichte und einfache Erklärung

Vor buchstäblich hundert Jahren, nämlich 1920, als das Prinzip der Quantenmechanik eingeführt wurde, schien die subatomare Welt äußerst einfach und verständlich zu sein.

Laut Wissenschaftlern gab es nur wenige Elementarteilchen, aus denen ein Atom bestand - ein Proton und ein Neutron (experimentell wurde die Existenz eines Neutrons erst in den 30er Jahren bestätigt).

Und es gibt nur ein Teilchen außerhalb des Atomkerns - ein Elektron. Aber dieses idealistische Universum hielt nicht lange an.

Wie das erste Antiteilchen entdeckt wurde

Der Neugier der Wissenschaftler sind keine Grenzen gesetzt, weshalb Hochgebirgslabors für verschiedene wissenschaftliche Gruppen eingerichtet wurden welche hellen Köpfe begannen, kosmische Strahlen aktiv zu studieren, die die Oberfläche unserer bombardieren Planeten.

Als Ergebnis dieser Studien wurden Teilchen entdeckt, die im idealen Protonen-Neutronen-Elektronen-Universum nicht existieren konnten.

Und unter diesen offenen Partikeln befand sich das erste Antiteilchen der Welt.

Die Welt der Antiteilchen ist im Wesentlichen ein Spiegelbild der Welt, an die wir gewöhnt sind. Schließlich stimmt die Masse eines Antiteilchens genau mit der Masse eines gewöhnlichen Teilchens überein, nur seine anderen Eigenschaften sind dem Prototyp völlig entgegengesetzt.

Betrachten wir ein Elektron. Es hat eine negative Ladung und das sogenannte gepaarte Teilchen, Positron genannt, hat eine positive Ladung. Dementsprechend hat das Proton eine positive Ladung, das Antiproton hat eine negative Ladung und so weiter.

Wenn also ein Teilchen und ein Antiteilchen kollidieren, vernichten sie sich gegenseitig, dh die kollidierenden Teilchen hören auf zu existieren.

Dieses Ereignis verläuft jedoch nicht spurlos. Durch diesen Prozess wird eine große Energiemenge freigesetzt, die dann in Form eines Photonenstroms und aller Arten ultraleichter Teilchen im Raum gestreut wird.

Wer entdeckte das erste Antiteilchen

Die erste theoretische Vorhersage über die Existenz der berüchtigten Antiteilchen wurde von P. gemacht. Dirac in seiner 1930 veröffentlichten Arbeit.

Stellen Sie sich ein gleichmäßiges Feld vor, um zu erkennen, wie sich Partikel und Antiteilchen laut Dirac während der aktiven Interaktion manifestieren.

Wenn Sie also ein kleines Loch mit einer Schaufel graben, werden zwei Objekte gebildet, ein Loch und ein Stapel.

Wenn wir uns vorstellen, dass ein Erdhaufen ein Teilchen ist und ein Loch ein Antiteilchen, und wenn Sie ein Loch mit diesem Boden füllen, wird es weder das eine noch das andere geben. Das heißt, ein Analogon des Vernichtungsprozesses wird auftreten.

Während einige Wissenschaftler mit theoretischen Berechnungen beschäftigt waren, bauten andere experimentelle Installationen zusammen. So ist insbesondere der Experimentalphysiker K. D. D. Anderson sammelte Forschungsausrüstung in einem Bergbaulabor am Pike Summit (USA, Colorado) und unter der Leitung von R. Millikena wollte kosmische Strahlung untersuchen.

Zu diesem Zweck wurde eine Anlage erfunden (später wurde die Anlage als Kondensationskammer bezeichnet), die aus einer Falle bestand, die in einem starken Magnetfeld angeordnet war. Beim Angriff auf das Ziel hinterließen die Partikel, die durch eine spezielle Kammer flogen, eine Kondensationsspur.

Daraufhin bestimmten Wissenschaftler die Masse eines vorbeiziehenden Teilchens, und abhängig vom Ablenkwinkel eines Teilchens in einem Magnetfeld bestimmten die Wissenschaftler die Ladung des Teilchens.

So wurde bis 1932 eine ganze Reihe von Kollisionen aufgezeichnet, bei denen Teilchen mit einer Masse gebildet wurden, die genau der Masse eines Elektrons entsprach. Ihre Ablenkung in einem Magnetfeld zeigte jedoch deutlich, dass das Teilchen eine positive Ladung hatte.

Auf diese Weise wurde das Antiteilchen, das Positron, erstmals experimentell entdeckt.

Für diese Leistung erhielt der Wissenschaftler 1936 den Nobelpreis, den er wirklich mit V. teilte. F. F. Hess, ein Wissenschaftler, der experimentell die Existenz kosmischer Strahlen bestätigte.

Alle nachfolgenden Antiteilchen wurden bereits in Laborexperimenten erhalten. Heute ist das Antiteilchen nichts Exotisches mehr und Physiker können es in der erforderlichen Menge auf spezielle Beschleuniger stempeln.

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