Capitulo VI el electron centenario

Los hermanos del electrón
En 1932 Anderson descubrió inesperadamente al hermano gemelo del electrón con carga positiva en investigaciones experimentales sobre la detección y clasificación de la radiación cósmica. Inmediatamente se reconoció que la ecuación de onda cuántica y relativista que Dirac había formulado en 1928 tiene soluciones que describen conjuntamente ambos tipos de electrón,negativo y positivo. Tres años más tarde Fermi incorporo esta hipótesis en su formulación de la teoría del decaimiento beta, la cual sirvió de base para el análisis de las mediciones de espectroscopia beta.
El premio nobel de 1936 fue compartido por Víctor Hess “por su descubrimiento de la radiación cósmica” y Carl D. Anderson “pos u descubrimiento del positrón”, en investigaciones realizadas entre1911-1913 en Austria y desde 1932 en California, respectivamente. Desde los primeros años en que se investigó la radioactividad se reconoció que en el medio ambiente se detecta una radiación ionizante en forma permanente, a la que llama radiación de fondo y que debe ser sustraída en la medición de la radiación de fuentes radioactivas.
Millikan y Anderson a principios de 1930 planearon un aparato decámara de tiniebla apropiado para estudios de rayos cósmicos con el objeto específico de medir energías de partículas cargadas por medio de sus curvaturas en un campo magnético fuerte y uniforme.
La presencia de cargas positivas y la ocurrencia de “chubascos” de varias partículas indicaban claramente que la absorción de rayos cósmicos en la materia se debe fundamentalmente a un fenómeno nuclearde un nuevo tipo. Las mediciones de la ionización especifican de ambos tipos de partículas positivas y negativas, contando el número de gotas por la unidad de longitud a lo largo de las trayectorias, demostrando que la mayoría de las partículas tenían cargas unitarias se realizaron pruebas específicas para validar o descartar la interpretación de las partículas positivas como protones.
Los datosindicaron que la interpretación de las partículas positivas como protones era insostenible; en cambio, favorecían la interpretación de que la masa de las partículas positivas es comparable a la masa de las partículas negativas. En septiembre de 1932 se publicó el trabajo en que se anunció la existencia de electrones positivos libres: así nació el positrón. El positrón, al igual que su gemelonegativo, también participa en juegos radioactivos, en juegos con la radiación electromagnética y en juegos atómicos.
Dirac público en 1928 un artículo en que propuso una ecuación de onda cuántica compatible con la teoría de la relatividad y que de inmediato reconoció que su ecuación era capaz de describir a los electrones positivos o positrones recién descubiertos por Anderson. En esta sección sedescriben las características de la ecuación de Dirac y de sus soluciones y algunos problemas que se presentan en su interpretación física. Dirac formulo su ecuación imponiendo la condición de que fuera lineal tanto en E con en P y propuso la forma:
EΨ = (cα·p+α0mc2) Ψ
Y también que al aplicar los operadores una vez más se obtuviera la ecuación anterior. La última condición se traduce enrestricciones sobre los “coeficientes”:
α= (αx, αy, αz) y α0: αx2 αy2 αz2 α02=1 y αµ αv + αv αµ= 0
En 1928 Dirac considero que las soluciones con energía negativa podrán corresponder al protón, siendo una partícula con una carga unitaria positiva y con espín ½; desde luego una objeción inmediata es que su masa es 1835 veces la masa del electrón. En todo caso, una vez que Anderson descubrió el positrón sereconoció que este era el candidato natural al que correspondían tales soluciones. Aun así la interpretación no es directa y trajo sorpresas y fue como si se abriese una caja de Pandora.
Por consideraciones energéticas el electrón puede llevar a cabo una transición a cualquiera de los estados de energía negativa: con la correspondiente emisión de radiación electromagnética; el problema...