Главное, чтобы сходился баланс (Часть 2)
И вдруг грянул гром. В 1932 году американский физик Карл Дэвид Андерсон открыл частицу, идентичную электрону, но имеющую противоположный заряд. Это был так называемый положительный электрон, или, для краткости, позитрон.
Вскоре обнаружилось, что при столкновении позитрона с электроном (что обычно происходило в течение миллионной доли секунды после обнаружения) происходит нейтрализация заряда. Заряды позитрона и электрона исчезали, а вместе с ними исчезали и сами частицы. Процесс назвали аннигиляцией.
Конечно, позитроны и электроны также обладают некоторой массой, которая является сильно сжатой формой энергии. Именно эта масса и претерпевает аннигиляцию, потому что не существует таких понятий, как положительная масса и отрицательная масса. По всей видимости, существует масса только одного типа и обе частицы, электрон и позитрон, обладают ею в равной мере. При взаимодействии двух частиц удвоенная масса должна превратиться в энергию иного вида, что и происходит. Она превращается в лучистую энергию, известную под названием гамма-лучей. Можно считать, что эти гамма-лучи состоят из частиц, которые называются фотонами и не несут электрического заряда. Два таких фотона могут возникнуть в результате взаимной аннигиляции электрона и позитрона. Таким образом, можно прийти к следующему выражению:
электрон (-1) + позитрон (+1) —> фотон (0) + фотон (0).
Как видите, мы снова вернулись к тому, что результирующий заряд сохраняется. С левой стороны от стрелки результирующий заряд равен (-1) + (+1), то есть нулю, а с правой стороны он равен 0 + 0, то есть нулю. Поскольку 0 = 0, результирующий электрический заряд сохранен.
Но если позитрон аннигилирует вместе с электроном в течение миллионной доли секунды после обнаружения, как могло случиться, что он находился поблизости от электрона достаточно долго, чтобы его успели обнаружить?
Он не находился поблизости; он возник па этом месте. Можно представить себе один из способов его возникновения, если переставить местами части рассмотренного выше выражения:
фотон (0) + фотон (0) —> электрон (-1) + позитроп (+1).
Снова в обеих частях выражения результирующий электрический заряд равен нулю. (Любое выражение, описывающее взаимодействие частиц, если оно правильно записано, можно перевернуть в обратном порядке; при этом оно останется верным. Далее при записи такого выражения я буду пользоваться двумя стрелками, направленными в противоположные стороны.)
|
