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宇宙射线的争吵

在20世纪30年代,这一刻中的两个最大的美国物理学家争夺了来自空间和永久地轰炸地球的非常充满活力的光线的性质。

米歇尔·克罗泽尔 科学的基因N°31
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伟大的新闻可能发生在科学争论中的热情。在1932年12月31日的版本中,纽约时报宣布宣布一页暴力争吵奥波特·罗伯特·米尔凯恩和亚瑟霍莉·康普顿(AAAS)公约协会。具有讽刺意味的是,编辑在这个争吵中,“昔日的理论辩论的狂欢和热情,当时的男人碰到了可以在旗舰上跳舞的天使数量”。超越讽刺,争吵的目的是什么?谁是竞争对手?

诺贝尔物理奖的奖酶,分别是第二和第三美国人接受这种区别,两位拮抗剂属于全球科学的细花。 Robert Millikan(1868-1953)已经有两个主要科学家的信用:电子电荷测量电子电荷和普朗克常数值的测量,这连接了辐射的能量和频率。这两项措施证实了Max Planck和Albert Einstein的新量子物理,并在20世纪20年代开发了。然而,Millikan,卓越的实验性,在量子理论中并不是很不合适的量子力学等量子力学的概率解释。这样Niels Bohr,ErwinSchrödinger,Werner Heisenberg和Paul Diaca。

Arthur Compton(1892-1962)归功于电子通过电子发现X射线扩散的重要性。这使得量子力学的预测,康普顿是这个的支持者之一:对于他来说,光子和电子是波浪和颗粒。它研究带电或中性颗粒之间的相互作用和物质。出于这个原因,他对宇宙射线感兴趣。它是关于他们的性质,大概是两个男人,他相信:康普顿,学生,曾在米利金教授追随课程。

神秘的电离

来到争吵的主题。从二十世纪的第一年来看,物理学家在乐器中观察到莫名其妙的漏洞:一旦装载,即使是最佳的隔离电视逐渐失去了他们的收费,尽管所有想象力的预防措施和保护。物理学家怀疑环境放射性的影响,电离电磁炉中包含的空气。其中一些试图定位任何负责这些泄漏的放射源,同时在各个地方行走乐器:在海底和湖泊之上,地下,在气球的埃菲尔铁塔顶部。为了他们的惊喜,泄漏,远远昏暗,高度恶化,高度乘以三个高度,高度为4,800米。

最后,经过一系列气球爬升,奥地利维克多·赫斯在1912年宣布存在“高度射线”(Höhenstrahlung),电离光线可能来自户外空间,但其性质和原产地仍然是神秘的。这些光线非常渗透:那些到达地面的人已经越过一大量的空气,代表每平方厘米约一公斤,其中一些人仍然可以跨越几个领导者。从一开始,物理学家将它们解释为伽马射线,电磁辐射类似于光,但更精力量更大,因此更渗透。实际上,伽马射线,电中性,然后似乎能够穿越比α或β射线大得多的材料厚度,也通过放射性发射,而是配备电荷。

在第一次世界大战期间,了解赫斯发现的Millikan,在气象服务中调动,在那里他熟悉发送非常高的高度气球。复员,它使用了这种技能研究“高度射线”。它配备了其设计的录音机仪器的气球:高度计,静电计,秒表,以测量从海平面到平流层的电离光线的流动。

有一些比赛

在恢复收入侵权的活动中,它可以再现HESS的结果,甚至表明高达近16,000米,电离率持续大幅增加。它推断电离射线具有外星甚至外源原子,因此建议将它们命名为“宇宙射线”。美国的意见是热烈的关于它所谓的“米利凯”,这导致Viktor Hess的干燥阶段让人想起这一发现的前进。

在宇宙射线强度曲线作为高度的函数绘制的曲线,Millikan确信这些是由大气弱吸收的电磁辐射。为了测量这种吸收,它将其仪器运送到美国山脉附近的海拔湖泊。它决定了各种海拔地区的电离率,并在湖泊湖(加拿大)和箭头湖(加拿大)和箭头湖中的各种水厚度下(在Califormie)。它推导出以每平方厘米克的克(水,空气或铁,均匀铅)的材料量决定了材料的吸收率。

凭借两个合作者,他试图确定所谓的伽马光线的能量,申请人,申请人,这些利率根据其能量而导致线性变化。它从其达到气氛的措施中推断出来自所有空间的光线,并且它们的能量采取以下三个特定值,转化为当前能量单位:27,116和21600万电源。(MEV)。

原子的出生呐喊

虽然他声称在没有先入为主的想法的情况下获得了它们,但宇宙射线的三个能量值对应于米利尼坎在空间中原子形成的设计。对他来说,化学元素的原子由氢原子,最轻元素的聚集在未知性质的相互作用的作用下产生,可能是引力的。他的信仰依赖于Francis William Aston的工作,该工作准确地测量了主要化学元素的原子群众。由氢原子制成的原子具有低于氢质量之和的原子质量,根据Einstein E =ΔMC2的公式表示原子的部件之间的能量E的差ΔM(C为速度光)。然而,它确定的宇宙射线相当于自然界中丰富的元素的结合能量:氦气,氧气和硅。

对他来说,结论是明确的:氢原子在连续创作的效果下永久性地在星际空间中呈现。通过一种未知的机制,它将特定条件分配在真空中,这些原子将4,×12×16分组,以形成氦气,氧,硅(甚至铁的铁,对应于450mev的铁)的原子,最丰富的物质要素。在该瞬间合成期间,过量的能量ΔM以单个伽马射线的形式逸出。 Millikan唤起这种伽玛作为原子的“出生哭泣”。

因此,根据他,宇宙射线直接证明“上帝始终处于工作”,不断为物质合成所需的氢原子。 Millikan,牧师的儿子,相信并认为科学和宗教正在加强。他认为他发现了世界三月的神圣干预之一,防止热力学提供的“冷水死亡”的干预。

总之,对于米利尼克,宇宙射线不是带电粒子,而是由中性电磁光线组成,由他思考原点的一些良好的能量来动画。

加载或中性?

简单的电线不知道宇宙射线是否装载或中性。无法检查米利尼克模型。然而,从1928年,新仪器,冰鬼柜台,特别是Charles Thomson Rees Wilson发明的轻松房间,

可以看出,至少在大气中,它主要是从天空到达的带电粒子。

Millikan迅速发现了一个解释:当他们击中大气的原子时,着名的宇宙光子驱逐电子,通过“康普顿效应”。与康普顿在内的其他物理学家相反,宇宙射线是带电粒子的能量,能量大于米利金坎公布的价值,并且能够穿越大厚度材料;这就是电磁场的新生量子理论所表明的。

唉,如果“主要”光线真的中性,我们就无法检查大气层。另一方面,地球有一个磁场,可以决定。北部和南极的北极磁铁非常靠近地理杆。如果宇宙光线是带电粒子,则甚至通过磁场偏离,甚至被磁场击退,并且赤道区域必须比极性区域更少轰击。包括GeorgeLemaître,包括GeorgesLemaître的理论家,这将成为大爆炸的模型的原始原子模型,从事复杂的计算并预测陆地场对可能的有能量和装载的宇宙粒子的动作。问题:宇宙射线是否加载或中性?变为:“纬度的效果”是否会产生赤道和极性流动之间的明显差异?

从1925年到1928年,荷兰和Java之间,荷兰物理学家雅各布粘土进行船测量,揭示赤道附近宇宙射线流量的15%。另一方面,Millikan不会发现Pasadena(加利福尼亚州)之间的任何差异,在34度的北纬,以及丘吉尔(曼尼托巴)附近,靠近极性圈:对他来说,暗示的情况是中性的。

虽然巴斯特的儿子也是,康普顿对“出生哭泣”持怀疑态度。他寻求清楚地澄清问题并在这个主题上建立合作。 1932年9月,他在哈德森的湾报道了比拉丁美洲观察到的流量高。他于1932年12月在年度AAAS会议上展示了这一结果。 Millikan有令人不快的惊喜被他的前学生矛盾。劝告自己措施的准确性,教师对他的竞争对手的质量负责,因此纽约时报涉及的辉煌。

几个星期后,Millikan合意磁极,磁性赤道附近较弱。他必须在前几周内接受在巴拿马获得的自己的实验结果。他认识到还有比伽马射线的其他宇宙射线。

他没有解除武装。虽然他的瞳孔Carl Anderson检测到,使用威尔逊室,粒子被带到的能量超过10倍高于所谓的“出生叫声”,他说它们就像早先检测到的电子一样,由中性粒子的影响投影。只能设想到达到达气氛的大部分宇宙射线是不是中性的。为了解释他们的能量,他调用了一个神秘的机制,由天体物理学家爵士爵士爵士提出,他以前被解雇的机制:原子将在星空中分析,使他们的群众完全转变为一个充满活力的光子,他们的“死人哭”在某种程度上,正如时间杂志报道1936年的AAA大会。

该国会标志着康普顿解释的胜利。它已经建立了由卡内基机构资助的全球第一个主要科学合作之一。在各种海洋上,在各种山脉上,使用标准化方法测量电离和最现代化的粒子检测仪器,实验者确认并巩固了1932年的第一个结果。

在海平面,平等曲线强度的宇宙射线(“Isoflux”或“Isocosme”)遵循地磁地面平行(见图面相反)。这种效果在高度中甚至更加标记。推导出大多数初级宇宙射线或其几乎所有全部,由带电粒子组成。其中是阳性粒子,可能是质子。我们还发现存在具有大量电子,光子和正弦的电磁毒细胞,可能是由非常高能量颗粒的影响引起的,这增加到200亿电源(GEV)。

即使米金坎人永远不会放弃中性粒子也出现在初级宇宙射线中,也听到了这一原因。随后宇宙人员的注意力进入其他问题,包括宇宙射线带来相当大的能量产生的新粒子的存在。它还在Millikan实验室,从1932年,Anderson发现了电子,电子的天线,首先是一系列新的颗粒。这一发现代表了物理史上最美丽的Serencipity案例(发现偶然)之一:建立了一个轻松的房间,观察了“出生哭泣”,安德森的光子诱导的反应,并尽管如此Millikan的不情愿,突出了正电荷和低质量粒子,其符合Dirac方程的预测。它将水带到了全新的量子场理论的磨坊。

另一个讽刺的讽刺:米利尼克援引的永久创造理论被英国弗雷德霍伊尔恢复并完善了英国弗雷德霍伊尔,因为相反的目的:他想打击大爆炸理论,其外观创造主义者和圣经的暗示令人厌恶地主动!

沿着近70岁的千年来,米利金坎处理了他的学术责任。在他的自传(1980年发布)中,他提到了他对宇宙光线的研究,而不会唤起这种着名的争吵。他满足于回忆起他两个主要合作者的贡献,以发现正电子和粒子的发现,然后我们现在命名muon。

对于他的部门,康普顿向题为亚瑟H. Compton的Cosmos的图书向Millikan表示敬意,他回顾了科学和宗教对他的重要性。但没有提到与宇宙射线的性质相反的争吵。

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