正电子可能具有的性质

沃尔特·埃尔萨瑟

编者按

中子和质子的惊人相似以及正电子的发现使人们对原子核的内部结构浮想联翩。一些物理学家认为质子可能是由中子和正电子合成的。沃尔特·埃尔萨瑟在这篇文章中指出上述假说也许有助于解释最近的一项与质子磁矩有关的发现——一种对质子磁行为的测量。他说这个观点或许可以说明为什么正电子似乎只出现于原子核中。埃尔萨瑟的这种提法绝对不是空穴来风，但他的假设很快就被证明是错误的，实验证明正电子的自旋（一种与角动量相关的量子特性）为1/2，和电子没有什么两样。ft　　英文

布莱克特、奥基亚利尼[1]和安德森[2]探测到了带正电的电子（被人们称为正电子），这很有可能意味着正电子是原子核的重要组成部分。安德森[2]指出，质子可能是由一个中子和一个正电子组成的。为了证明这个假说，我们要提到斯特恩的实验（尚未发表），他发现：根据狄拉克的理论，如果质子是基本粒子，那么它的磁矩应该是现在的3倍。按照海森堡[3]的说法，质子和中子都遵循费米统计规律并具有半整数自旋动量。由此我们马上可以得到这样的结论：如果安德森的假说成立，那么正电子应该遵守玻色统计规律并且具有整数自旋动量（0或1）。如果这个观点能够被其他实验现象所证实，那么我们就可以更好地理解为什么正电子只出现在原子核当中；因为正电子具有对称的波函数，所以它们可以一直处在最低的能级上。这似乎支持了上面提出的假说，但却与狄拉克的“空穴”理论[4]相反，狄拉克理论在描述基本粒子行为的物理规律中引入了正负电子之间重要的不对称性。由于光量子也具有整数自旋，看起来总的规律是：对称波函数与整数自旋动量并存，反对称波函数与半整数自旋动量并存。ft　　英文

（王静　翻译；李军刚　审稿）