ชีวประวัติ

ผู้ค้นพบปฏิสสารคาร์ลแอนเดอร์สันนักฟิสิกส์นิวเคลียร์

ผู้ค้นพบปฏิสสารคาร์ลแอนเดอร์สันนักฟิสิกส์นิวเคลียร์

Carl Anderson เกิดเมื่อปีพ. ศ. 2448 กับพ่อแม่ผู้อพยพชาวสวีเดน เขาสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาด้านวิศวกรรมศาสตร์ที่คาลเทคจบการศึกษาในปี พ.ศ. 2470 ในปี พ.ศ. 2473 เขาได้รับปริญญาดุษฎีบัณฑิต สาขาฟิสิกส์ภายใต้การดูแลของ Robert A. Millikan

Millian ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปีพ. ศ. 2466 จากการวัดประจุไฟฟ้าที่มีโปรตอนและอิเล็กตรอน "ประจุพื้นฐาน" นี้ถือเป็นค่าคงที่ทางกายภาพพื้นฐาน

Millikan ยังเป็นหนึ่งในผู้ค้นพบเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกซึ่งอัลเบิร์ตไอน์สไตน์ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี พ.ศ. 2465

ดูเพิ่มเติม: NEUTRINOS เป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจว่าทำไม UNIVERSE จึงมีความสำคัญมากกว่า ANTIMATTER

รังสีคอสมิก

ในปีพ. ศ. 2475 ในฐานะ postdoc แอนเดอร์สันเริ่มตรวจสอบรังสีคอสมิกซึ่งเป็นโปรตอนพลังงานสูงและนิวเคลียสของอะตอม (โปรตอนและนิวตรอน) ที่เดินทางผ่านอวกาศด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง

รังสีคอสมิกเกิดขึ้นในดวงอาทิตย์ของเรานอกระบบสุริยะในกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลและในการระเบิดของซูเปอร์โนวา การดำรงอยู่ของพวกมันถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1912 ผ่านการทดลองบอลลูน

99% ของรังสีคอสมิกคือนิวเคลียสของอะตอมที่หลุดออกจากเปลือกอิเล็กตรอนและ 1% คืออิเล็กตรอน ของนิวเคลียส 90% เป็นโปรตอนหรือแค่อะตอมของไฮโดรเจน 9% คืออนุภาคแอลฟาซึ่งเหมือนกับนิวเคลียสของฮีเลียมและ 1% เป็นนิวเคลียสของธาตุที่หนักกว่า

อย่างไรก็ตามรังสีคอสมิกที่มีขนาดเล็กมากเป็นสิ่งที่ในปีพ. ศ. 2475 ไม่เคยมีมาก่อน - อนุภาคของ ปฏิสสาร เช่น โพสิตรอน หรือ แอนติโปรตอน.

ห้องเมฆ

แอนเดอร์สันสามารถมองเห็นรังสีคอสมิกในสิ่งที่เรียกว่า Anderson Cloud Chamber ในท้ายที่สุด เป็นสภาพแวดล้อมที่ปิดสนิทซึ่งมีไอไม่อิ่มตัวของน้ำหรือแอลกอฮอล์ เมื่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าจากรังสีคอสมิกไหลผ่านห้องเมฆมันจะทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากโมเลกุลของก๊าซภายในและสิ่งนี้จะสร้างเส้นทางของอนุภาคก๊าซที่แตกตัวเป็นไอออน

รอยคล้ายหมอกปรากฏขึ้นตามแนวของรังสีคอสมิกที่คงอยู่เป็นเวลาหลายวินาที แทร็คของอนุภาคแอลฟาตรงและหนาในขณะที่การติดตามของอิเล็กตรอนมีขนาดเล็กและโค้ง

แอนเดอร์สันเริ่มถ่ายภาพร่องรอยของรังสีคอสมิกและในภาพถ่ายดังกล่าวปรากฏรอยโค้ง แอนเดอร์สันตระหนักว่าการติดตามสามารถเกิดขึ้นได้โดยอนุภาคที่มีมวลเท่ากันกับอิเล็กตรอนเท่านั้น แต่มีประจุตรงกันข้ามหรือเป็นบวก แอนเดอร์สันเรียกอนุภาคใหม่นี้ว่าก โพซิตรอน.

"สวนสัตว์" ที่เป็นอนุภาค

โพซิตรอนเป็นสารต่อต้านอนุภาคชนิดแรกที่ระบุ Antiparticles ถูกเสนอครั้งแรกในปีพ. ศ. 2471 โดยนักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวอังกฤษ Paul Dirac เขาเสนอว่าอนุภาคอะตอมทุกตัวมีแอนติบอดีที่มีมวลเท่ากัน แต่มีประจุไฟฟ้าตรงกันข้ามและความแตกต่างทางควอนตัมอื่น ๆ จากการค้นพบของเขา Dirac ได้รับรางวัล Noel Prize สาขาฟิสิกส์ในปีพ. ศ. 2476 ร่วมกับ Erwin Schrodinger

หลังจากการค้นพบโพซิตรอนในปีพ. ศ. 2479 แอนเดอร์สันได้ค้นพบอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าอื่นในรังสีคอสมิก อนุภาคใหม่นี้มีมวล หนึ่งในสิบ ของโปรตอนและ 207 ครั้ง มวลของอิเล็กตรอน มันมีประจุลบและหมุน 1/2 เช่นเดียวกับอิเล็กตรอน แอนเดอร์สันตั้งชื่ออนุภาคใหม่นี้ว่า "เมโซตรอน" แต่กลายเป็นที่รู้จักอย่างรวดเร็วในชื่อ เมสัน.

ตอนแรกคิดว่าอนุภาคใหม่นี้เป็น pion, ซึ่งฮิเดกิยูกาวะทำนายไว้เมื่อสองปีก่อนในทฤษฎีปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งของเขา

เมื่อเห็นได้ชัดว่าอนุภาคใหม่ของแอนเดอร์สันไม่ใช่ไพออนนักฟิสิกส์ I.I. ราบีดังถามว่าใครเป็นคนสั่ง ในที่สุดเมสันของแอนเดอร์สันก็ถือว่าเป็น มูมีสันหรือที่เรียกว่าก muonและ meson ของ Yukawa ก็กลายเป็น ปี่เมสันซึ่งเรียกอีกอย่างว่า pion.

การค้นพบของแอนเดอร์สันเป็นครั้งแรกในรายชื่ออนุภาคย่อยของอะตอมที่เพิ่งค้นพบซึ่งกลายเป็นที่รู้จักในชื่อ "สวนสัตว์อนุภาค" นี่เป็นเพราะนักฟิสิกส์ไม่สามารถจัดหมวดหมู่ให้เป็นรูปแบบที่สอดคล้องกันได้ จนกระทั่งการค้นพบ ควาร์ก ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1960 แบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาคเริ่มปรากฏขึ้น วันนี้เรารู้ว่าสสารทั้งหมดประกอบด้วยควาร์กโบซอนและเลปตัน

คาร์ลแอนเดอร์สันใช้เวลาทั้งอาชีพของเขาที่คาลเทคและในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองเขาได้ทำการวิจัยจรวดที่นั่น แอนเดอร์สันเสียชีวิตในปี 2534