O que é antipartícula - história de descoberta e explicação simples

Literalmente cem anos atrás, ou seja, em 1920, depois que o princípio da mecânica quântica foi introduzido, o mundo subatômico parecia extremamente simples e compreensível.

Na verdade, de acordo com os cientistas, havia apenas um par de partículas elementares que compunham um átomo - um próton e um nêutron (experimentalmente a existência de um nêutron foi confirmada apenas na década de 30).

E há apenas uma partícula fora do núcleo atômico - um elétron. Mas este universo idealista não durou muito.

Como a primeira antipartícula foi descoberta

Não há limite para a curiosidade dos cientistas, e por isso laboratórios de alta montanha começaram a ser equipados para vários grupos científicos, em cujas mentes brilhantes começaram a estudar ativamente os raios cósmicos, que bombardeiam a superfície do nosso planetas.

E como resultado desses estudos, começaram a ser descobertas partículas que, bem, não poderiam existir no universo ideal de prótons-nêutrons-elétrons.

E entre essas partículas abertas estava a primeira antipartícula do mundo.

O mundo das antipartículas é essencialmente uma imagem espelhada do mundo a que estamos acostumados. Afinal, a massa de uma antipartícula coincide exatamente com a massa de uma partícula comum, apenas suas outras características são completamente opostas ao protótipo.

Vamos considerar um elétron. Ele tem carga negativa e a chamada partícula emparelhada, chamada pósitron, tem carga positiva. Conseqüentemente, o próton tem carga positiva, o antipróton tem carga negativa e assim por diante.

Portanto, se uma partícula e uma antipartícula colidem, elas se aniquilam mutuamente, ou seja, as partículas em colisão deixam de existir.

Mas este evento não passa sem deixar vestígios. Como resultado desse processo, uma grande quantidade de energia é liberada, que é então espalhada no espaço na forma de um fluxo de fótons e todos os tipos de partículas ultraleves.

Quem descobriu a primeira antipartícula

A primeira previsão teórica sobre a existência das notórias antipartículas foi feita por P. Dirac em sua obra, publicada em 1930.

Então, para perceber como as partículas e antipartículas se manifestam durante a interação ativa de Dirac, imagine um campo uniforme.

Portanto, se você cavar um pequeno buraco com uma pá, dois objetos, um buraco e uma pilha, serão formados.

Se imaginarmos que um monte de terra é uma partícula e um buraco é uma antipartícula, e se você preencher um buraco com esse solo, então não haverá nem um nem outro. Ou seja, ocorrerá um análogo do processo de aniquilação.

Enquanto alguns cientistas se dedicavam a cálculos teóricos, outros montavam instalações experimentais. Então, em particular, o físico experimental K. D. Anderson, coletou equipamentos de pesquisa em um laboratório de mineração em Pike Summit (EUA, Colorado) e sob a liderança de R. Millikena iria estudar os raios cósmicos.

Para isso, foi inventada uma instalação (mais tarde a instalação foi chamada de câmara de condensação), que consistia em uma armadilha colocada em um poderoso campo magnético. Ao atacar o alvo, as partículas voando através de uma câmara especial deixaram um rastro de condensação nela.

Foi nele que os cientistas determinaram a massa de uma partícula que passava e, dependendo do ângulo de deflexão de uma partícula em um campo magnético, os cientistas determinaram a carga da partícula.

Assim, em 1932, toda uma série de colisões foi registrada, durante as quais se formaram partículas com uma massa que correspondia exatamente à massa de um elétron. Mas sua deflexão em um campo magnético indicava claramente que a partícula tinha carga positiva.

Foi assim que a antipartícula, o pósitron, foi descoberta experimentalmente.

Por essa conquista, em 1936, o cientista recebeu o Prêmio Nobel, que ele realmente compartilhou com V. F. Hess, um cientista que confirmou experimentalmente a existência de raios cósmicos.

Todas as antipartículas subsequentes já foram obtidas em experimentos de laboratório. Hoje, a antipartícula não é mais exótica e os físicos podem carimbá-la na quantidade necessária em aceleradores especiais.

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