Cos'è Antiparticle: storia di scoperta e semplice spiegazione

Letteralmente cento anni fa, precisamente nel 1920, una volta dopo l'introduzione del principio della meccanica quantistica, il mondo subatomico sembrava estremamente semplice e comprensibile.

In effetti, secondo gli scienziati, c'erano solo un paio di particelle elementari, di cui consisteva l'atomo: un protone e un neutrone (sperimentalmente l'esistenza di un neutrone fu confermata solo negli anni '30).

E c'è solo una particella al di fuori del nucleo atomico: un elettrone. Ma questo universo idealistico non durò a lungo.

Come è stata scoperta la prima antiparticella

Non c'è limite alla curiosità degli scienziati, e così si iniziano ad attrezzare laboratori di alta montagna per vari gruppi scientifici, in le cui menti brillanti iniziarono a studiare attivamente i raggi cosmici, che bombardano la superficie del nostro pianeti.

E come risultato di questi studi, iniziarono a essere scoperte particelle che, beh, non potevano esistere nell'universo ideale protone-neutrone-elettrone.

E tra queste particelle aperte c'era la prima antiparticella al mondo.

Il mondo delle antiparticelle è essenzialmente un'immagine speculare del mondo a cui siamo abituati. Dopotutto, la massa di un'antiparticella coincide esattamente con la massa di una particella ordinaria, solo le sue altre caratteristiche sono completamente opposte al prototipo.

Consideriamo un elettrone. Ha una carica negativa e la cosiddetta particella accoppiata, chiamata positrone, ha una carica positiva. Di conseguenza, il protone ha una carica positiva, l'antiprotone ha una carica negativa e così via.

Quindi, se una particella e un'antiparticella si scontrano, si annichilano reciprocamente, cioè le particelle in collisione cessano di esistere.

Ma questo evento non passa senza lasciare traccia. Come risultato di questo processo, viene rilasciata un'enorme quantità di energia, che viene quindi dispersa nello spazio sotto forma di un flusso di fotoni e tutti i tipi di particelle ultraleggere.

Chi ha scoperto la prima antiparticella

La prima previsione teorica sull'esistenza delle famigerate antiparticelle fu fatta da P. Dirac nella sua opera, pubblicata nel 1930.

Quindi, per realizzare come le particelle e le antiparticelle si manifestano durante l'interazione attiva secondo Dirac, immagina un campo uniforme.

Quindi se scavi un piccolo buco con una pala, si formeranno due oggetti, un buco e un mucchio.

Se immagini che un mucchio di terra sia una particella, e un buco è un'antiparticella, e se riempi un buco con questo terreno, allora non ci saranno né l'uno né l'altro. Cioè, si verificherà un analogo del processo di annientamento.

Mentre alcuni scienziati erano impegnati in calcoli teorici, altri hanno assemblato installazioni sperimentali. Quindi, in particolare, il fisico sperimentale K. D. Anderson, ha raccolto attrezzature di ricerca in un laboratorio minerario a Pike Summit (USA, Colorado) e sotto la guida di R. Millikena avrebbe studiato i raggi cosmici.

Per questi scopi è stata inventata un'installazione (in seguito l'installazione è stata chiamata camera di condensazione), che consisteva in una trappola posta in un potente campo magnetico. Attaccando il bersaglio, le particelle che volavano attraverso una camera speciale hanno lasciato una scia di condensa al suo interno.

Gli scienziati lo hanno utilizzato per determinare la massa di una particella che passa e, a seconda dell'angolo di deflessione di una particella in un campo magnetico, gli scienziati hanno determinato la carica della particella.

Così, nel 1932, fu registrata un'intera serie di collisioni, durante le quali si formarono particelle con una massa che corrispondeva esattamente alla massa di un elettrone. Ma la loro deflessione in un campo magnetico indicava chiaramente che la particella aveva una carica positiva.

È così che l'antiparticella, il positrone, è stata scoperta per la prima volta sperimentalmente.

Per questo risultato nel 1936, lo scienziato fu insignito del Premio Nobel, che condivise davvero con V. F. Hess, uno scienziato che ha confermato sperimentalmente l'esistenza dei raggi cosmici.

Tutte le successive antiparticelle sono già state ottenute in esperimenti di laboratorio. Oggi l'antiparticella non è più qualcosa di esotico ei fisici possono stamparle nella quantità richiesta su speciali acceleratori.

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