中子的发现

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中子的发现是很富有戏剧性的。因为中子不带电，在电磁场作用下不发生偏转，也不能使云雾室中的空气或照相乳胶电离，在观测中常被忽略，所以直到 1932 年，它才被英国科学家查德威克真正发现。当他用。粒子轰击锁靶时，实验中产生一种大能量的粒子，由于它不带电，只能从它穿过石蜡时产生的次级散射计算出它的质量(能量)，为电子的1 835.64倍。
中子和质子的另一个区别是它不稳定，平均经过 15.3分钟即变为质子，并产生一个电子(4)正电子的发现。正电子又称阳电子，是电子的反粒子，它为反物质的探索打开了思路。
1932年，美国物理学家安德森使用威尔逊云雾室拍摄宇宙射线中包含的粒子运动轨迹时，发现了有些粒子在云雾室电场作用下产生路径弯曲的运动，偏转的方向和电子相反，而它们的质量与电子相同，这表明它们是带正电荷的电子，符号是
C+早在1928 年，英国物理学家狄拉克在求解自己建立的、描述电子运动的相对论波动方程时，开平方根得出2个电子能量值。按经典力学概念，负能量根是不合理的，应舍去。但狄拉克认为，负能量相当于电子具有负质量，这只是意味着它的加速度方向和受力方向相反。为了说明负能量的合理性，狄拉克假设，所有负能态已为负能电子所填满:形成“负能海洋”(或本底)。如果有某个负能电子吸收能量从负能区跃迁到正能区，在原本均匀本底中就留下一个“空穴”，这个“空穴”的性质相当于带正电的粒子。这个预言在 4年后才得到观测实验的证实，它表明物理学中“对称美”的观念可以引导人们做出有重大意义的发现。
宇宙射线的来源不在地球表面，而是来自宇宙空间的粒子流，其中，来自地球大气层之外的宇宙射线称为初级(或原始)字宙射线，其成分主要是质子，其次是，粒子及少数轻原子，进人大气层后和空气中的原子核发生碰撞，引起核的分裂并产生一系列其他:粒子，这些粒子又可能和周围其他物质发生相互作用，形成次级宇宙射线，其中一半以上是能量大，质量小、穿透性很强的子，另有一部分是光子。由于初级字宙射线形成了天然的宇宙加速器，能量极高，它能引发许多人工至今不能实现的核反应和粒子转变过程。
有相当一部分基本粒子是在研究字宙射线中发现的。