Cómo producción de pares y pares aniquilación definen partículas de luz
Al observar tanto la producción de pares y pares aniquilación, los físicos del siglo 20 fueron capaces de demostrar que la luz tiene las características de una partícula. Este proceso de descubrimiento se inició en 1928, cuando el físico Paul Dirac postuló la existencia de un anti-electrón con carga positiva, la positrón. Lo hizo al tomar el campo de reciente evolución de la física cuántica a nuevos territorios mediante la combinación de la relatividad con la mecánica cuántica para crear la mecánica cuántica relativista - y que era la teoría que predice, a través de un intercambio de más / menos-signo - la existencia del positrón.
Era una predicción audaz - una antipartícula del electrón? Pero tan sólo cuatro años más tarde, los físicos realmente vieron el positrón. La física de alta potencia de partículas elementales de hoy tiene todo tipo de sincrotrones y otros aceleradores de partículas para crear todas las partículas elementales que necesitan, pero en el siglo 20, esto no siempre fue así.
En aquellos días, los físicos se basó en los rayos cósmicos - esas partículas y fotones de alta potencia (llamados rayos gamma) que golpean la Tierra desde el espacio exterior - como fuente de partículas de alta energía. Usaron nube-cámaras, los cuales estaban llenos de vapor del hielo seco, para ver las rutas de estas partículas quedan. Pusieron sus cámaras en campos magnéticos para poder medir el impulso de las partículas a medida que curvan en esos campos.
En 1932, un físico notó un acontecimiento sorprendente. Un par de partículas, carga opuesta (que podría ser determinado a partir de la forma en que curvan en el campo magnético) apareció de la nada, aparentemente. Sin rastro de partículas llevó al origen de las dos partículas que aparecían. Eso era par-producción - la conversión de un fotón de alta potencia en un electrón y un positrón, lo que puede suceder cuando el fotón pasa cerca de un núcleo atómico pesado.
Así experimentalmente, los físicos habían visto ahora un fotón se convierta en un par de partículas. Guau. Como si todo el mundo necesita más evidencia de la naturaleza corpuscular de la luz. Más tarde, los investigadores también vieron par la aniquilación: La conversión de un electrón y un positrón en luz pura.
La producción de pares y la aniquilación resultaron ser gobernado por la teoría de reciente introducción de Einstein de la relatividad - en particular, su obra más famosa fórmula, E = mc2, lo que le da el equivalente a la energía pura de la masa. En este punto, hubo una gran cantidad de evidencia de los aspectos de partículas como de la luz.
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