Landmarks: The First Antiparticle
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APS では、1893 年にさかのぼる Physical Review アーカイブ全体をオンラインで公開しています。
1932年の正電子（ポジトロン）の発見は、実験者が理論を知らず、偶然に新しい粒子に出会ったことを除けば、注目すべき理論的予測に密接に従った驚くべき実験的発見の好例であった。 しかし、『Physical Review』誌に結果を発表した直後、彼はその分野の他の人々からこの予言を知らされた。 1930 年、パサデナ市にあるカリフォルニア工科大学のカール・アンダーソンは、宇宙線の研究を開始しました。 彼は、粒子の飛跡が過飽和水蒸気中の小さな水滴の列のように見えるクラウドチェンバーを使用した。 この装置を磁場中に置くと、粒子の軌道はその粒子の電荷とエネルギーにしたがって変化する。 アンダーソンは、負の電荷を帯びた粒子が一方向に進むか、正の電荷を帯びた粒子がもう一方向に進むかのどちらかで生じたと思われる多数の飛跡を記録しました。 この板を通過する粒子はエネルギーを失い、その軌道は反対側でより鋭くカーブし、その運動方向が明らかになる。 アンダーソン氏は、1300枚の雲底写真から、正電荷を帯びた粒子に対応する15個の飛跡を発見した。 しかし、観測された飛跡の湾曲を生み出すのに十分なエネルギーを持つ陽子は、数ミリメートル後に衝突によって減速するのに対し、彼が見た飛跡は数センチメートルの長さだったため、陽子であるはずがないことに彼は気づきました。 アンダーソン氏は、この粒子は正の電荷を1単位持ち、質量は電子の20倍以下であると主張した。 ジャーナル編集者の提案に従って、これらの粒子はおそらく正電子、つまり「陽電子」であるという結論に飛びつき、宇宙線の衝突によって近くの原子の原子核から放出されたものだと提案したのです。 しかし、1931年にディラックがその理論を用いて、電荷が反対であることを除いて電子と同一の粒子の存在を予言したことは知らなかったようだ。 アンダーソンの発見を知ったケンブリッジ大学のパトリック・ブラケットとジュゼッペ・オキアリーニは、宇宙線の衝突で正と負の電子対が同時に生成されることを確認し、雲室実験を行った。 デンマークのオーフス大学の歴史学者 Helge Kragh は、アンダーソンが最初に自分の結果を解釈したのは、カリフォルニア工科大学の恩師 Robert A. Millikan の見解に強く影響されたためであると指摘している。 ディラックの予言が急速に立証されたことは、理論にとって重要な後押しとなったが、アンダーソンは常に「陽電子の発見は完全に偶然である」と主張していた……。
-David Lindley
David Lindley はバージニア州アレクサンドリアのフリーランス科学ライターです。
- Carl D. Anderson, Science 76, 238 (1932)
- P.M.S.Blackett and G.P.S. Ochialini, Proc. Roy. Soc. A 139, 699 (1933)
- アンダーソン引用：A. Pais, Inward Bound, Oxford University Press, p.352 (1986)
The Positive Electron
Carl D. Anderson
Phys. Rev. 43, 491 (1933)
1933年3月15日発行
研究分野
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