什么是“正電子”？求大神幫助

【專家解說】：所謂 正電子（ 又稱陽電子、反電子、正子 ） ，基本粒子的一種，帶正電荷，質(zhì)量和電子相等，是電子的反粒子。也叫陽電子。最早是由狄拉克從理論上預言的。1932年8月2日， 美國加州理工學院 的安德森等人向全世界莊嚴宣告，他們發(fā)現(xiàn)了正電子。其實在安德森之前，曾有一對夫婦科學家——約里奧·居里夫婦（皮埃爾·居里夫婦的女婿與女兒）首先觀察到正電子的存在，但這并未引起他們的重視，從而錯過了這一偉大發(fā)現(xiàn)。這對居里夫婦也為人類作出過杰出貢獻，他們除錯過了正電子的發(fā)現(xiàn)外，還同樣錯過了中子的發(fā)現(xiàn)及核裂變的發(fā)現(xiàn)，以致于三次走到諾貝爾物理學獎的門檻前而終未能破門而入。但因他們在放射性方面的杰出貢獻，他們?nèi)垣@得了1935年的諾貝爾化學獎。 正電子，其質(zhì)量為m=9.1×10-31千克，電量為g=+1.6×10-19庫侖，自旋與電子相同。正電子是如何被檢測出來的呢？這就要借助于電磁場中的云霧室了。 我們知道，每一種物質(zhì)都存在飽和蒸汽壓 [1] ，當外界壓強大于該物質(zhì)的飽和蒸汽壓時，這種物質(zhì)的蒸汽就開始凝結成液滴。但是如果蒸氣很純凈，這時即使外界壓強超過了它的飽和蒸汽壓，蒸汽卻不會自動凝結，這就成了過飽和氣體。如果這時在過飽和氣體中加上一個很小的擾動，如帶電粒子的存在或其它雜質(zhì)的存在，氣體就會以這個雜質(zhì)為核心迅速凝結成小液滴。因此當帶電粒子在過飽和蒸汽中飛行時，蒸汽就會沿著粒子飛行的徑跡凝結，從而我們通過觀測這些液滴的軌跡，就可以知道粒子的運動情況，這就是云霧室，是由著名物理學家威爾遜發(fā)明的。 正電子的發(fā)現(xiàn)也是利用云霧室來觀測的。在云霧室中充入過飽和的乙醚氣，當物質(zhì)放射出正電子時，正電子穿過云霧室，在正電子運行軌道中出現(xiàn)液滴線，通過外加磁場測量 正電子的偏轉方向及半徑就可以知道它的帶電符號，及荷質(zhì)比（帶電量與質(zhì)量的比值）從而確定正電子的性質(zhì)。正電子的發(fā)現(xiàn)開辟了一個新的研究領域，即反物質(zhì)領域的研究。 正電子（Positron,e+），又稱 陽電子 正電子是電子的反粒子，除帶正電荷外，其它性質(zhì)與電子相同。正電子是不穩(wěn)定粒子，遇到電子會與之發(fā)生湮滅（Annihilation），放出兩個 伽瑪光子 (gamma ray photon)，每個能量為0.511MeV 。當正電子與原子核接觸時，就會與核外電子發(fā)生湮滅，這就是陽電子炮的原理正電子不是地球上物質(zhì)的基本成分.正電子雖然比較穩(wěn)定,但一碰到電子就會很快湮滅而轉變?yōu)楣庾?所以不容易觀測到. 正電子的發(fā)現(xiàn)使人聯(lián)想到是否存在反質(zhì)子,反中子......,現(xiàn)在已經(jīng)證實每種粒子都存在一種和它對應的反粒子 有人設想,用反粒子制造反物質(zhì)(例如反氫原子),上述等粒子體的獲得,是向制造反氫原子邁進的很大的一步.物質(zhì)和反物質(zhì)的結合中(湮滅中),可釋放大量的能量(比核能高幾個數(shù)量級),未來宇宙飛船有可能攜帶某種物質(zhì)和這種物質(zhì)的反物質(zhì)作為能源. 若要實現(xiàn)人類載人火星探索的偉大夢想，我們需要數(shù)噸化學燃料，相反，若使用反物質(zhì)，則僅需數(shù)十毫克，理論速度極限可達光速的十分之一。然而，事實上，這種動力的誕生也伴隨著代價。有些反物質(zhì)的反應會生成大量高能伽馬射線。伽馬射線就如同照射在類固醇上的X光一樣，它們能穿透物質(zhì)，分解細胞內(nèi)分子，因此，它們會對人體有害。另外，高能伽馬射線由于會使制造發(fā)動機材料的原子破裂，會讓發(fā)動機本身也具有放射性。 美國正在開發(fā)反物質(zhì)飛船，現(xiàn)在已有原型機ＬＹ，但沒法坐人，放上去試驗的生物，各位絕對猜不出結果，不僅僅是死亡，是神秘地消失了，不存在，儀器測出這些生物都變成伽瑪射線了，這么夸張的飛船哪個飛行員敢上去． 正電子的發(fā)現(xiàn) 正電子雖然有了理論預言，但在實驗上還未發(fā)現(xiàn)。當時科學界與現(xiàn)在科學界追求發(fā)現(xiàn)新粒子的風氣不同，不輕易承認新粒子的存在。那時帶正電的粒子只有質(zhì)子，所以有人認為狄拉克方程中所出現(xiàn)的帶正電的粒子很可能就是質(zhì)子，不然為什么在實驗上沒有發(fā)現(xiàn)呢？這個想法包括狄拉克本人也曾有過。 時隔不久，1932年狄拉克的預言很快被實驗證實了，那是美國物理學家安德森（1905—1991）在研究宇宙射線在磁場中的偏轉情況時發(fā)現(xiàn)的。當時，他正同密立根（基本電荷的測定者）一起研究宇宙線是電磁輻射還是粒子的問題。那時大多數(shù)人同意康普頓的論證，認為宇宙射線是帶電粒子，密立根對此很不滿意。安德森于是想弄清楚進入云室的宇宙射線在強磁場作用下會不會轉彎。他在云室中拍攝了一張照片，這張照片使他一夜沒合眼。他發(fā)現(xiàn)，宇宙射線進入云室穿過鉛板后，軌跡確實發(fā)生了彎曲，而且，在高能宇宙射線穿過鉛板時，有一個粒子的軌跡和電子的軌跡完全一樣，但是彎曲的方向卻“錯”了。這就是說，這種前所未知的粒子與電子的質(zhì)量相同，但電荷卻相反，而這恰好是狄拉克所預言的反電子。當時安德森并不知道狄拉克的預言，他把所發(fā)現(xiàn)的粒子叫做“正電子”。第二年，安德森又用γ射線轟擊方法產(chǎn)生了正電子，從而從實驗上完全證實了正電子的存在。從此以后，正電子便正式列入了基本粒子的行列。 正電子的發(fā)現(xiàn)，引起了人們極大的興趣。很快就查明，正電子不但存在于宇宙射線中，而且在某些有放射性核參加的核反應過程中，也可以找到正電子的徑跡。實驗發(fā)現(xiàn)，利用能量高于1兆電子伏的γ射線輻射鉛板、薄金屬箔、氣態(tài)媒質(zhì)等都有可能觀察到正電子的出現(xiàn)。而且正電子總是和普通電子成對地產(chǎn)生，它們所帶的電荷相反，因而在磁場里總是彎向不同的方向，此外，電子對湮滅成光子對的說法也得到實驗證實。 電子對的產(chǎn)生及湮滅使人們對基本粒子的認識發(fā)生了重大的變化，人們不得不重新考慮究竟什么是基本粒子問題。本來基本粒子意味著這些粒子是構成物質(zhì)最基本的、不可再分的單元，象電子這樣的基本粒子既不能產(chǎn)生，也不會消滅。但現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)在適當?shù)臈l件下，正、負電子對可以成對地產(chǎn)生或湮滅，也就是說可以相互轉化。物質(zhì)的各種形態(tài)可以相互轉變，這在認識上無疑是個巨大的飛躍。在這以后又發(fā)現(xiàn)了更多的反粒子，因而更多的事實反復證實了這一規(guī)律。 1936年，安德森因發(fā)現(xiàn)正電子而獲得了該年度的諾貝爾物理獎，時年僅為31歲。