Существование - позитрон
Cтраница 3
 |
Фотография следов сверхбыстрых частиц в камере Вильсона. [31] |
Космические лучи выбивают из атомов частицы, о заряде и величине скорости которых можно судить, фотографируя оставляемый ими ионизационный след в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле. Изучение космических лучей таким методом было проведено в 1927 г. и в последующие годы Д. В. Скобельцыным и другими экспериментаторами. Анализируя полученные при этом фотографии, Андерсен в 1932 г. сделал важное открытие - обнаружил, как это пояснено ниже, существование позитрона. [32]
Следует надеяться, что в будущем аналогичная теория будет построена и для других частиц. Я хочу описать здесь общие черты теории электронов и позитронов, показав, каким путем можно вывести свойства спина ( вращения) электрона и сделать заключение о существовании позитронов с подобными же свойствами спина, способных притом уничтожаться при столкновении с электронами. [33]
Еще в конце 20 - х годов Дмитрий Владимирович Скобельцын ( род. Вильсона, но не объяснил его. Теоретически существование позитрона предсказано было еще в 1928 г, Полем Дираком. [34]
Эти треки можно истолковать либо как принадлежащие положительным электронам, либо как принадлежащие частицам, движущимся навстречу друг другу. Вторая возможность исключается следующим образом. Так было доказано существование позитрона. [35]
Показанная на рис. XVI-10 пара возникла путем одновременного рождения электрона и позитрона по схеме: у электрон позитрон. Такой процесс может осуществляться при прохождении фотона с энергией выше 1 02 МэВ вблизи ядра какого-либо атома. Избыточная энергия фотона ( сверх 1 02 МэВ) переходит при этом в кинетическую энергию ядра и новорожденных частиц. Этим и завершается краткое земное существование позитрона. [36]
Первая попытка приведения волнового уравнения к форме, удовлетворяющей требованиям принципа относительности, была сделана в 1926 г. Шредингером и Гордоном. Полученное ими уравнение дает несогласные с опытом результаты в отношении тонкой структуры спектральных линий. Кроме того, оно приводит к выводу о существовании электронов с положительным зарядом и о возможности возникновения электронов под действием излучения высокой частоты. Два этих последних вывода, рассматривавшиеся при появлении работ Шредингера и Гордона как одно из доказательств их неправильности, теперь, после открытия позитрона, показывают, что это уравнение содержит в себе долю истины. Как мы увидим далее, уравнение Дирака также дает возможность объяснить существование позитрона, но требует для этого введения новой гипотезы, приводящей к новым затруднениям, в то время как релятивистское уравнение Шредингера позволяет заключить о существовании позитрона без каких-либо дополнительных гипотез. [37]
Первая попытка приведения волнового уравнения к форме, удовлетворяющей требованиям принципа относительности, была сделана в 1926 г. Шредингером и Гордоном. Полученное ими уравнение дает несогласные с опытом результаты в отношении тонкой структуры спектральных линий. Кроме того, оно приводит к выводу о существовании электронов с положительным зарядом и о возможности возникновения электронов под действием излучения высокой частоты. Два этих последних вывода, рассматривавшиеся при появлении работ Шредингера и Гордона как одно из доказательств их неправильности, теперь, после открытия позитрона, показывают, что это уравнение содержит в себе долю истины. Как мы увидим далее, уравнение Дирака также дает возможность объяснить существование позитрона, но требует для этого введения новой гипотезы, приводящей к новым затруднениям, в то время как релятивистское уравнение Шредингера позволяет заключить о существовании позитрона без каких-либо дополнительных гипотез. [38]
Эта теория Дирака казалась настолько парадоксальной, что никому не пришла мысль проверить ее экспериментально. Совершенно независимо от этой теории в 1932 г. позитрон был неожиданно открыт американцем Андерсоном при исследовании космических лучей. Вскоре после этого открытия было установлено, что с помощью f - лучей можно легко получать позитроны в лабораторных условиях. В настоящее время получение позитронов не представляет трудности. Замечательно, что не только самое существование позитрона, но и различные его свойства: вероятность нейтрализации позитрона при соударении его с электроном, вероятность возникновения пары за счет энергии света - все эти явления и факты, как оказалось, находятся в полном соответствии с теорией Дирака. Несомненно, что в истории физики едва ли можно указать другой столь блестящий пример полностью подтвердившегося на опыте научного предсказания, как триумф теории Дирака. [39]
Страницы: 1 2 3