Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Elementarpartiklar, av B P
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Elementarpartiklar
539.1
The Nobel Prize in Physics 1959 has been awarded
to Emilio Segrè and Owen Chamberlain, working at
the Berkeley University of California, for their
discovery of the antiproton in 1955. The amount of known
elementary particles is now rather large and the
circumstances as to their properties and interactions
are no doubt complicated and in part unknown. The
article below gives a common idea of the systematic
arrangement of elementary particles and of their
common properties.
Nobelpriset i fysik för 1959 har tilldelats
professorerna Emilio Segrè och Owen Chamberlain,
verksamma vid Berkeley-universitetet i Kalifornien, för
deras påvisande av antiprotonen år 1955. Antalet
kända elementarpartiklar är numera ganska stort och
förhållandena beträffande deras egenskaper och
in-teraktioner är utan tvekan komplicerade och delvis
ännu okända. Om systematiken på området liksom
om elementarpartiklarnas allmänna egenskaper ger
nedanstående sammanställning en viss uppfattning.
Klassiska elementarpartiklar
Den grekiske filosofen Demokritos antog för mer
än 2 000 år sedan, att materien var uppbyggd av
mycket små, odelbara partiklar, som han benämnde
atomer. Det dröjde emellertid ända fram till
1800-talet innan man framför allt genom kemins snabba
utveckling erhöll de första indikationerna på att
dessa hypotetiska partiklar verkligen existerade.
Elektronen (e~)
Elektronen var den första elementarpartikel som
upptäcktes. Den antogs till att börja med vara en
speciell "elektricitetsatom" och bärare av den minsta
möjliga elektriska laddningen. Engelsmannen Stoney
föreslog redan 1874 dess namn, men dess existens
påvisades först omkring 1895 genom experiment
med de då upptäckta katodstrålarna, och något
senare vid upptäckten av /S-strålarna från radium.
Elektronens laddning bestämdes av amerikanen R.
Millikan år 1912, varefter dess massa lätt kunde
bestämmas experimentellt.
Protonen (p+)
Den första någorlunda riktiga bilden av en atoms
uppbyggnad erhölls genom de experiment, som
Rutherford utförde år 1911. Han studerade hur
oc-partiklar från radium avböjdes vid passage genom
tunna metallfolier och kom till det resultatet, att
atomen måste bestå av en tung central kärna med
laddningen Ze, runt vilken Z stycken elektroner
roterar, var och en med laddningen — e.
Han antog, att mot varje grundämne svarade en
speciell kärna. Materien skulle alltså vara
sammansatt av summa 93 elementarpartiklar (elektronen
+ 92 atomkärnor). Rutherford ansåg sig kunna
förenkla denna bild högst radikalt, sedan han år 1919
åstadkommit den första kärnreaktionen, omvandling
av helium pius kväve till syre pius väte. Alla
atomkärnor antogs bildade av vätekärnor, benämnda
protoner, samt elektroner, varför antalet elementarpar-
tiklar reducerades till två. Protonen hade en positiv
enhetsladdning och dess massa bestämdes till ca
1 800 gånger elektronens massa. Den fortsatta
forskningen inom atomfysiken har emellertid raserat
denna tilltalande atommodell och ersatt den med ett
synnerligen komplicerat system, bestående av en
mångfald elementarpartiklar med de mest skiftande
egenskaper.
Neutronen (n°)
Oberoende av varandra upptäckte Chadwick och
Joliot år 1930 neutronen. Den hade ungefär samma
massa som protonen, men var elektriskt neutral.
Atomkärnans laddning kunde nu anses bestämd av
antalet protoner och dess massa av antalet protoner
+ neutroner.
Antipartiklar. Positronen (e+), antiprotonen (p~) och
antineutronen (fi0)
När Dirac omkring 1930 formulerade den
relativistiska kvantmekanikens lagar, måste han, för att
förklara vissa matematiska resultat, som ledde till
negativa energiuttryck, anta, att varje
elementarpartikel liar en motsvarighet i en s.k. antipartikel. Om
en sådan partikel med negativ kinetisk energi ( eller
negativ massa) utsättes för en kraft, kommer den
att röra sig motsatt kraftens riktning. Eftersom ett
sådant fenomen aldrig observerats, antog Dirac, att
nästan alla negativa energinivåer var besatta med
elektroner. En vakant nivå skulle verka som ett
positivt hål med positiv kinetisk energi och det
kallades av Dirac för positron. Vårt universum motsvarar
enligt denna bild en "elektronocean" med oändlig
elektrontäthet. I ett perfekt vakuum är då alla
positiva energitillstånd vakanta och alla negativa
energitillstånd besatta. Enligt Paulis uteslutningsprincip
kan en elektron med positiv energi övergå till ett
negativt energitillstånd, endast om den samtidigt
fyller ut ett hål. Detta innebär att en elektron (med
negativ energi) och en positron förintar varandra
fullständigt, varvid deras energi övergår till
elektromagnetisk strålning. Processens ömvändning är
också möjlig: strålning av tillräcklig energi kan bilda
ett elektron-positronpar.
Dessa för sin tid synnerligen djärva teorier
bekräftades ett par år senare, 1932, då Anderson
upptäckte positronen, som alltså hade samma massa som
elektronen men en positiv enhetsladdning. För att
skapa en antipartikel fordras minst en energi 2 m0 c2,
vilket för positronen blir ca 1 MeV. För produktion
av antiprotoner och antineutroner fordras 1,86 GeV,
och sådana energinivåer har ej varit tillgängliga
förrän under det sista årtiondet med hjälp av moderna
acceleratorer. Antiprotoner och antineutroner
framställdes först vid Berkeley-universitetet i USA år
1955. Protonen och antiprotonen har motsatta
laddningar, medan neutronen och dess antipartikel
skiljer sig genom att deras magnetiska moment har
motsatta tecken.
Beträffande skillnaden mellan övriga
elementarpartiklar och deras antipartiklar är kunskaperna ännu
ganska bristfälliga, men man har i flera fall, i fråga
om neutrala partiklar, skäl att anta, att partikeln
och dess antipartikel är identiska. Symbolen för en
antipartikel kan anges med ett streck över
motsvarande partikelbeteckning.
ELTEKNIK 1959 1 145
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
