Электроны и позитроны

Электроны и позитроны. В состав всех окружающих нас веществ входят электроны.

Их электрический заряд точно известен например, из экспериментов с масляными капельками и равен e 4,802 10-10 электростатических единиц.

Масса электрона тоже точно известна например, из экспериментов по отклонению в электрическом и магнитном полях, дающих величину отношения электрического заряда к массе и имеет величину me9,105 10-28 г. Соответствующее значение энергии покоя mec20,51079 Мэв. Анализ атомных спектров показывает, что спин электрона s 12, а его магнитный момент равен одному магнетону Бора. Электроны подчиняются статистике Ферми, так как они обладают полуцелым спином. Это согласуется с экспериментальными данными о структуре атомов и о поведении электронов в металлах.

Позитроны положительные электроны в веществе не могут существовать, потому что при замедлении они аннигилируют, соединяясь с отрицательными электронами. В этом процессе, который можно рассматривать как обратный процесс рождения пар, положительный и отрицательный электроны исчезают, при этом образуются фотоны, которым передается их энергия.

При аннигиляции электрона и позитрона в большинстве случаев образуются два фотона, значительно реже - один фотон. Однофотонная аннигиляция может произойти только в том случае, когда электрон сильно связан с ядром участие ядра в этом случае необходимо для сохранения импульса. Двухфотонная аннигиляция, напротив, может происходить и со свободным электроном. Часто процесс аннигиляции происходит после практически полной остановки позитрона.

В этом случае испускаются в противоположных наравлениях два фотона с равными энергиями. Позитрон был открыт Андерсоном при изучении космических лучей методом камеры Вильсона. На рисунке, который является репродукцией с полученной Андерсоном фотографии в камере Вильсона, видна положительная частица, входящая в свинцовую пластину толщиной 0,6 см с импульсом 6,3 107 эвс и выходящая из нее с импульсом 2,3 107 эвс. Можно установить верхний предел для массы этой частицы, допустив, что она теряет энергию только на столкновения.

Этот предел составляет 20 me. На основании этой и других сходных фотографий Андерсон выдвинул гипотезу о существовании положительной частицы с массой, примерно равной массе обычного электрона. Это