什么是“正电子”,“正电子”真的存在么?

正电子

1932年8月2日,美国加州工学院的安德森等人向全世界庄严宣告,他们发现了正电子。

所谓正电子,是指质量、带电量与电子完全相同,但带正电的粒子,最早是由狄拉克从理论上预言的。其实在安德森之前,曾有一对夫妇科学家——约里奥·居里夫妇(皮埃尔·居里夫妇的女婿与女儿)首先观察到正电子的存在,但他们并未引起重视,从而错过了这一伟大发现。这对居里夫妇也为人类作出过杰出贡献,他们除错过了正电子的发现外,还同样错过了中子的发现及核裂变的发现,以致于三次走到诺贝尔物理学奖的门槛前而终未能破门而入。但因他们在放射性方面的杰出贡献,他们仍获得了1935年的诺贝尔化学奖。

正电子,其质量为m=9.1×10-31千克,电量为g=+1.6×10-19库仑,自旋与电子相同。正电子是如何被检测出来的呢?这就要借助于电磁场中的云雾室了。

我们知道,每一种物质都存在饱和蒸汽压,当外界压强大于该物质的饱和蒸汽压时,这种物质的蒸汽就开始凝结成液滴。但是如果蒸气很纯净,这时即使外界压强超过了它的饱和蒸汽压,蒸汽却不会自动凝结,这就成了过饱和气体。如果这时在过饱和气体中加上一个很小的扰动,如带电粒子的存在或其它杂质的存在,气体就会以这个杂质为核心迅速凝结成小液滴。因此当带电粒子在过饱和蒸汽中飞行时,蒸汽就会沿着粒子飞行的径迹凝结,从而我们通过观测这些液滴的轨迹,就可以知道粒子的运动情况,这就是云雾室,是由著名物理学家威尔逊发明的。

正电子的发现也是利用云雾室来观测的。在云雾室中充入过饱和的乙醚气,当物质放射出正电子时,正电子穿过云雾室,在正电子运行轨道中出现液滴线,通过外加磁场测量

正电子的偏转方向及半径就可以知道它的带电符号,及荷质比(带电量与质量的比值)从而确定正电子的性质。正电子的发现开辟了一个新的研究领域,即反物质领域的研究。