양전자의 기원과 특성

양전자 : 양전기(Positive charge)를 갖는 전자로써, 물리학적으로는 반물질의 일종

 

[양전자의 기원]

• 1932년에 캘리포니아 공과대학(CalTech) 교수인 칼 앤더슨(Carl David Anderson, 1905~1991)에 의해 발견됨.
• 윌슨 구름상자를 이용하여 우주선(Cosmic rays)을 연구하던 중 전자와 질량은 같지만 양전하를 띠는 입자의 흔적을 발견함.
• 앤더슨은 이 입자를 양전자(Positron)이라 명명함.
• 앤더슨은 이 발견으로 1936년에 노벨 물리학상을 수상함.

칼 앤더슨

[윌슨 구름상자]

• 1911년 찰스 톰스 리스 윌슨(Charles Thomson Rees Wilson)에 의해 발명됨.
• 윌슨 구름상자(Wilson Cloud Chamber)는 고속으로 움직이는 하전 입자들이 통과할 때, 그 궤적을 시각적으로 관찰할 수 있도록 하는 장치
• 이 장치는 입자가 지나가면서 공기를 이온화시키고,
• 이로 인해 공기 중의 과포화된 증기(일반적으로 알코올 증기)가 입자 주위에서 응결하여
• 구름 같은 궤적을 형성하는 원리를 활용함.
• 구름상자에 자기장을 적용하면 하전된 입자가 이동할 때 로렌츠 힘에 의해 궤적이 휘게 됨.
• 구름상자의 활용 : 알파/베타/감마 방사선의 연구, 우주선 연구, 앙전자/중간자/뮤온 등 입자 물리학 연구

 

[양전자의 의의]

• 1928년 폴 디랙(Paul Dirac)이 상대론적 양자역학 방정식을 통해 이론적으로 예측함.
• 반물질의 존재를 실험적으로 입증한 첫 사례
• 현재, 양전자 방출 단층 촬영(PET) 등 의료 영상 기술에 널리 활용됨.

Basic priciple of PET scan

 

 

Atomic structure