ANDERSON, Carl David (3 Eylül 1905, New York – 11 Ocak 1991, San Marino, Kaliforniya)
ABD’li fizikçi. Pozitronu bularak karşı parçacıkların varlığını kanıtladı.
3 Eylül 1905’te New York’ta doğdu. İsveç kökenli bir ailenin çocuğuydu. Los Angeles Polytechnic Lisesi’nden sonra 1924’te California Institute of Technology’ye girdi ve o günden başlayarak adı hep bu kurumla birlikte anıldı. 1927’de lisans derecesini alan Anderson, lisansüstü çalışmalarını, 1923 Nobel Ödülü’nü almış olan R.A. Millikan’m laboratuvarında yaptı. 1930 yılında doktora çalışmasını tamamladıktan sonra California Institute of Technology’deki deneysel fizik laboratuvarını yönetti. 1936’da V.F.Hess ile birlikte Nobel Fizik Ödülü’nü aldı, 1939’da profesör oldu.
Maddeyi oluşturan temel parçacıklardan her biri için doğada bir karşı parçacık vardır. Bilinen karşı parçacıkların ilki olan pozitronu, Anderson doktorasını aldıktan hemen sonra buldu. Pozitif elektron olarak da adlandırılabilen pozitronun bulunması, parçacık fiziğinde bir devrim sayılabilir; çünkü proton dışında bulunan ilk artı yüklü parçacık olan pozitron, gözlenen ilk karşı parçacıktır. Anderson bu buluşu, Millikan ile kozmik ışınların manyetik alan içindeki hareketlerini saptamak amacıyla yaptıkları bir deney sırasında gerçekleştirdi, iki fizikçi, kozmik ışınları oluşturan elektrik yüklü parçacıkların izlerini gözlemek için, Wilson’ın geliştirdiği bir sis odası kullanıyordu. Bu odadan geçen yüklü parçacık, yolunun üstündeki molekülleri iyonlaştırıyor ve böylelikle çevresindeki buharın suya dönüşmesini sağlıyordu. Çalışmalar sürerken Anderson, Wilson sis odasından geçirilen bazı kozmik ışınların, her bakımdan elek-tronlarınkine benzeyen, ancak manyetik alanlarda elektronların ters yönünde dönen izler bıraktığını gözlemledi. Bu ters dönüşlü izlerin birkaç açıklaması olabilirdi; izler ya düşük enerjili protonlardan ya da sis odasındaki saçılma sırasında ters yönde hareket eden elektronlardan kaynaklanıyordu. Eldeki verileri daha iyi açıkladığı için daha akılcı ve daha sağlam temelli gözüken varsayım ise, izlerin pozitif elektronlardan ileri geldiğiydi. Anderson, ancak ABD’li fizikçi Seth Henri Neddermeyer’in (1907) yardımıyla tüm diğer olasılıkları bir yana bıraktıktan sonra, gözlemlediği parçacığın pozitron olduğunu kabul etti. 2 Ağustos 1932 tarihli ünlü fotoğrafı, sis odasına yerleştirilmiş bir kurşun levhadan geçen bir pozitronu, bütün kuşkuları giderecek biçimde gösteriyordu.
Pozitron
1933 yılının ilkbaharında P.M.S.Blackett ve C.P.S. Occhialini, Ingiltere’deki Cavendish Labora-tuvarı’nda birbirlerinden bağımsız olarak aynı olayı gösteren sis odası fotoğrafları elde ettiler. Bu fotoğraflar, bir atom çekirdeğinin elektromanyetik alanıyla etkileşmesi sonucu, ışıktan bir pozitron-elektron çifti, başka bir deyişle madde yaratılabildiğini gösteriyordu. Ayrıca, Anderson’m o zamana kadar dikkatini çekmeyen bir olguyu farketmişlerdi: Anderson’m pozitronu, Dirac’ın 1928’de elektronun göreli kuvantum-mekanik teorisiyle ortaya attığı parçacıktı. O zaman pozitron gözlenmemiş olduğu için, pek çok fizikçi Dirac’m teorisini eksik bulmuştu. Anderson ve diğerlerinin daha sonraki çalışmaları, tüm kuşkulan giderecek biçimde, pozitronların yaratılması ve yoke-dilmesi için gerekli deneysel koşulları ortaya koydu.
Mezon
Pozitron, elektronun karşı parçacığıdır. Bu iki parçacığın elektrik yükleri dışında bütün özellikleri aynıdır. Elektrik yükleri ise mutlak değer olarak eşit, fakat ters işaretlidir.Birbaşka deyişle pozitron elektro-Mezon nun yük eşleniğidir. Bir pozitron ile bir elektron çarpıştığında her ikisi de yok olur ve ortaya yalnızca ışık çıkar. Bundan dolayı pozitron tek başına kararlı bir parçacık olmasına karşın, eninde sonunda maddeyi oluşturan elektronlardan biriyle çarpışıp yok olacağından, yeryüzündeki normal koşullarda varlığını pek uzun süre koruyamaz. Aynı biçimde, herhangi bir parçacık ile onun karşı parçacığının çarpışması sonucu, her iki parçacık da yok ölarak madde tümüyle ışımaya ya da kuvantum teorisine göre foton diye adlandırılan parçacıklara dönüşür. Bazı özel durumlarda pozitron, hidrojen atomunda protonun oynadığı rolü kısa bir süre için oynayabilir ve elektronla sanki bir atom oluşturabilir. Pozitronyumdiye adlandırılan bu“atom”uzun süre yaşayamaz ve her iki parçacığın da fotonlara dönüşüp yok olmasıyla son bulur.
1936’da, gene Neddermeyer’in yardımıyla, Anderson ikinci önemli buluşunu gerçekleştirdi. Bu protonun kütlesinin onda biri kadar, ya da 20 elektron kütlesinde, kısa ömürlü (2X106saniye) 1 yüklü parçacığın kozmik ışınlar arasında bulunduğunu gözlemleyen Anderson, bu orta hacimli parçacıklara mezotron adını verdi. Bu ad sonradan kısaltılarak parçacıklara mezon denildi. Bulduğu bu parçacıkların, iki yıldan az bir süre önce H.Yukava’nın kuramsal olarak öne sürdüğü gibi, atom çekirdeğini bağlayan kuvvetli etkileşmeleri ileten parçacık olduğunu düşünüyordu. Yukava fiziksel etkileşmenin,, mikroskobik düzeyde etkileşen sistemlerin parçacık alışverişiyle oluştuğu görüşünü ortaya koymuştu. Yukava’nın bu görüşü, Newton’dan beri süregelen uzaktan etki eden kuvvet kavramını ortadan kaldırırken, yerine fizik felsefesi açısından çok daha doyurucu olan temel parçacık alışverişi düşüncesini yerleştiriyordu. Yukava bu düşünceyi atomun çekirdeğini bağlayan güçleri açıklamak için geliştirmişti. Çekirdekte bulunan nötron ve protonlar, mezon diye adlandırdığı parçacıkların alışverişiyle etkileşerek çekirdeğe kararlılık sağlayabiliyordu. Daha sonraları, Anderson’ın mezonunun “mü mezon” (müon), Yukava’nın mezonunun ise “pi mezon”(pion) olduğu anlaşılmış, 1961’de müon un kütle dışındaki bütün özellikleriyle elektrona benzediği gözlemlenmiştir.
• KAYNAKLAR: N.R. Hanson, Concept of the Positron, 1963, (“Pozitron Kavramı”).
Türk ve Dünya Ünlüleri Ansiklopedisi