卡尔·戴维·安德森 (Carl David Anderson),瑞典裔美国物理学家,1905年9月3日生于纽约,出生后不久全家就迁到加利福尼亚州。1927年在加州理工学院获得物理与工程学士学位,1930年获得物理学博士学位。1930年,安德森留校当研究员,在1923年诺贝尔物理学奖得主罗伯特·安德鲁·密立根(R.A.Millikan)教授的指导下开始从事宇宙射线的研究。
从1930年起安德森开始负责用云室观测宇宙射线。云室的设计很巧妙,室中加了一块6毫米的铅板,用于减慢粒子的运动速度,将云室置于磁场中,并快速拍下粒子径迹的照片,然后根据径迹长度、方向和曲率半径等数据来推断粒子的性质。
1932年8月2日,安德森在照片中发现了一条特殊的轨迹,有一个粒子的轨迹和电子的轨迹完全一样,但是弯曲的方向却相反。根据由实验中粒子径迹的长度、粗细、曲率半径以及磁场的强度、方向等数据得出粒子电荷为正,且其质量与电子相等。这就是狄拉克所预言的正电子。正电子的发现开辟了反物质领域的研究。
1936年,安德森因发现正电子而获得了该年度的诺贝尔物理奖,时年仅为31岁。
正电子的发现,使科学家认识到,基本粒子不再包含“基本的”和“不可再分”的内涵了,在适当条件下,正负电子可以成对地产生或湮灭。人们开始想像是否存在其他反粒子,如反质子,反中子,或者在遥远的宇宙深处,是否还有一个不为我们所知的反世界。就如一面镜子,有一个反物质组成的自我在同一个时间做着同样的事情。
科学小讲堂
正电子(Positron)又称阳电子、反电子、正子,基本粒子的一种,带正电荷,质量和电子相等,是电子的反粒子。
反物质(Antimatter)是正常物质的反状态。当正反物质相遇时,双方就会相互湮灭抵消,发生爆炸并产生巨大能量。
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