正電子
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正電子(又稱陽電子、反電子、正子)是電子的反粒子,即電子的對應反物質。它帶有+1單位電荷,+1.6×10-19C,自旋為1/2,質量與電子相同,皆為9.10×10-31kg。
Quick Facts 組成, 系 ...
首張觀測到正電子存在的雲室照片,由C·D·安德森所攝。雲室的上下兩部分由一片6毫米厚的鉛片分開。可以肯定該正電子是從下方進入的,因為上方的軌跡比下方彎曲,即被磁場扭曲的程度較高,由此可知上方的能量較低。 | |
組成 | 基本粒子 |
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系 | 費米子 |
代 | 第一代 |
基本交互作用 | 重力、電磁、弱 |
符號 | β+ , e+ |
反粒子 | 電子 |
理論 | 保羅·狄拉克(1928年) |
發現 | 卡爾·戴維·安德森(1932年) |
質量 | 6969910938291000000♠9.10938291(40)×10−31 kg[1] 6996548579909460000♠5.4857990946(22)×10−4 u[1] |
電荷 | +1 e 6981160217656499999♠1.602176565(35)×10−19 C[1] |
自旋 | 1⁄2 |
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正電子與電子碰撞時會產生湮滅現象,這一過程遵守電荷守恆、能量守恆、動量守恆和角動量守恆。在高能情況下,湮滅會生成其他基本粒子。在低能情況下,正負電子湮滅主要生成兩個或三個光子(有時也會生成更多光子)。另外,電子和正電子在湮滅之前有時會形成亞穩定的束縛態,即正子電子偶。根據電子和正電子的不同自旋狀態,正子電子偶分為單態(1S0,總自旋為0)和三重態(3S1,總自旋為1)。在真空中,單態正子電子偶的半衰期為125ps。三重態正子電子偶的半衰期為142ns。
當能量超過1.02百萬電子伏特的光子經過原子核附近時(成對產生),或者在放射性元素的正β衰變中(通過弱交互作用),都有可能產生正電子。
1930年英國物理學家保羅·狄拉克從理論上預言了正電子的存在,1932年美國物理學家卡爾·戴維·安德森在宇宙射線中發現了正電子。