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什麽是“正電子”,“正電子”真的存在麽?

正電子

1932年8月2日,美國加州工學院的安德森等人向全世界莊嚴宣告,他們發現了正電子。

所謂正電子,是指質量、帶電量與電子完全相同,但帶正電的粒子,最早是由狄拉克從理論上預言的。其實在安德森之前,曾有壹對夫婦科學家——約裏奧·居裏夫婦(皮埃爾·居裏夫婦的女婿與女兒)首先觀察到正電子的存在,但他們並未引起重視,從而錯過了這壹偉大發現。這對居裏夫婦也為人類作出過傑出貢獻,他們除錯過了正電子的發現外,還同樣錯過了中子的發現及核裂變的發現,以致於三次走到諾貝爾物理學獎的門檻前而終未能破門而入。但因他們在放射性方面的傑出貢獻,他們仍獲得了1935年的諾貝爾化學獎。

正電子,其質量為m=9.1×10-31千克,電量為g=+1.6×10-19庫侖,自旋與電子相同。正電子是如何被檢測出來的呢?這就要借助於電磁場中的雲霧室了。

我們知道,每壹種物質都存在飽和蒸汽壓,當外界壓強大於該物質的飽和蒸汽壓時,這種物質的蒸汽就開始凝結成液滴。但是如果蒸氣很純凈,這時即使外界壓強超過了它的飽和蒸汽壓,蒸汽卻不會自動凝結,這就成了過飽和氣體。如果這時在過飽和氣體中加上壹個很小的擾動,如帶電粒子的存在或其它雜質的存在,氣體就會以這個雜質為核心迅速凝結成小液滴。因此當帶電粒子在過飽和蒸汽中飛行時,蒸汽就會沿著粒子飛行的徑跡凝結,從而我們通過觀測這些液滴的軌跡,就可以知道粒子的運動情況,這就是雲霧室,是由著名物理學家威爾遜發明的。

正電子的發現也是利用雲霧室來觀測的。在雲霧室中充入過飽和的乙醚氣,當物質放射出正電子時,正電子穿過雲霧室,在正電子運行軌道中出現液滴線,通過外加磁場測量

正電子的偏轉方向及半徑就可以知道它的帶電符號,及荷質比(帶電量與質量的比值)從而確定正電子的性質。正電子的發現開辟了壹個新的研究領域,即反物質領域的研究。