Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
14
10Kwarkiileptony
1040
Cząstkiiantycząstki
Teoriawzględnościikwantowomechanicznyopiszjawiskwskaliatomowejisubato-
mowejtoprzypuszczalniedwanajwiększeosiągnięciakoncepcyjnefizykiXXwieku.
Opierającsięnanich,Diracprzewidziałw1931rokumożliwośćistnieniaantycząstek,
tzn.obiektówotakiejsamejmasieitymsamymczasieżyciacoodpowiedniecząstki,
aleoprzeciwnymznakuładunkuimomentumagnetycznego.
Niebędziemytuprzedstawiaćpełnejteoriiantycząstek,tylkokrótkoomówimy
koncepcje,najakichtateoriajestoparta.Relatywistycznyzwiązekmiędzycałkowitą
energiąE,trójpędemporazmasąspoczynkowąmcząstkimapostać
E2=p2c2+m2c4.
(1.9)
Jeślidlapc≪mc2rozwiniemytowyrażeniewszereg,toodtworzymydobrzeznane
wyrażenienaenergiękinetyczną,
T=E1mc2=mc2(1+p2/m2c2)1/21mc2≃p2/2m.
Jednakzewzoru(1.9)wynika,żecałkowitaenergiaEmożewzasadzieprzyjmować
wartościzarównododatnie,jakiujemne,
E=±dp2c2+m2c4.
(1.10)
Wfizyceklasycznejujemneenergieswobodnychcząstekwydająsięcałkowiciebez-
sensowne.Jednakwmechanicekwantowejopisujemycząstki,powiedzmyelektrony,
przemieszczającesięwdodatnimkierunkuosixztrójpędempzapomocąfalipłaskiej
w=Ae1i(Et1px)/-
h7
(1.11)
gdzieczęstościąkołowąjestω=E/-
h,liczbąfalowąjestk=p/-
h,aAjeststałąnor-
malizacyjną.Wrazzupływemczasutfazafaliwzrastawkierunkurosnącegox.Jednak
formalniebiorąc,wzór(1.11)możetakżeopisywaćcząstkęoenergii1Eitrójpędzie
1p,przemieszczającąsięwujemnymkierunkuosixwsteczwczasie(tzn.zamieniamy
Etna(1E)(1t),apxna(1p)(1x)):
111→
t1
E>0
111
t2
lub
111
t1
E<0
←111
t2
(t2>t1)
Takieujemnienaładowaneelektronycofającesięwczasiesąrównoważnedodatniona-
ładowanymcząstkomporuszającymsiędoprzoduwczasie,czylimającymE>0.Za-
temstanyoujemnejenergiisązwiązanezistnieniemantycząstekododatnichenergiach
idokładnierównychcodowartościbezwzględnej,leczprzeciwnychpodwzględem
znakuładunkachelektrycznychimomentachmagnetycznych.Antycząstkęelektronu
—pozyton—odkrytodoświadczalniew1932r.wtrakciebadańnadpromieniowa-
niemkosmicznymprowadzonychzapomocąkomorymgłowej(patrzrysunek1.2).
