CARL DAVID ANDERSON

Nobel Física-1936

         Anderson estudió en el California Institute of Technology, obteniendo su doctorado, magna cum laude, en 1930. Permaneció en el Instituto trabajando con Millikan sobre rayos cósmicos y desde entonces fue miembro del profesorado.

         Durante el transcurso de sus estudios sobre los rayos cósmicos, Anderson inventó una cámara de niebla atravesada por una lámina de plomo. Generalmente las partículas asociadas con los rayos cósmicos son tan energéticas que su curvatura, dentro de la cámara de niebla, no es muy pronunciada incluso utilizando campos magnéticos fuertes. La lámina de plomo, aunque no paraba al conjunto de partículas, les restaba la suficiente energía como para que la curva descrita fuera apreciable, se podían extraer más y mejores resultados de una curva que de una recta.

         En 1932, estudiando las fotografías de trayectorias en cámaras de niebla de este tipo, Anderson llegó a detectar algunas exactamente iguales a las de los electrones, con la diferencia de que la curvatura era en sentido contrario. Era precisamente lo que se podía esperar de los electrones que tuvieran carga positiva en lugar de negativa, y de hecho, a Anderson se le ocurrió que podía tratarse de aquellos electrones positivamente cargados detrás de los cuales habían estado matemáticos como Dirac dos años antes. Anderson propuso el nombre de positrón para la nueva partícula, y fue aceptado. Con este descubrimiento Anderson se adelantó a Blackett y al matrimonio Joliot-Curie, que iban también a la búsqueda del positrón.

         El positrón no era la única partícula nueva que Anderson localizó durante sus trabajos sobre los rayos cósmicos. En 1935, mientras trabajaba con la cámara de niebla en Pike`s Peak en Colorado, observó una nueva trayectoria cuya curvatura era menor que la de un electrón y mayor que la de un protón. La interpretación más directa de la trayectoria era que pertenecía a una partícula de masa intermedia y de un tipo que Yukawa había descubierto teóricamente poco tiempo antes. La partícula observada resultó tener una masa 130 veces mayor que la de un electrón y, por lo tanto, sobre un cuarto de la del protón.

         Anderson propuso el nombre de mesotrón, que fue aceptado, aunque rápidamente fue acortado convirtiéndose en mesón.

         Tanto el positrón como el mesón, formados gracias a la superabundancia de energía asociada con las partículas de los rayos cósmicos, poseen realmente una vida muy corta. El positrón reacciona con el primer electrón          que se encuentra y los dos se anulan respectivamente, por decirlo así, con la consiguiente destrucción de materia y el desprendimiento de la cantidad de energía equivalente, dando lugar a la creación de un par de rayos gamma. La transformación coincide exactamente con la predicha por la famosa ecuación de Einstein, E=mc2. Posteriormente se descubrió, gracias a Blackett, que el proceso se podía revertir, es decir, los rayos gamma se podían convertir en un par electrón-positrón mediante la destrucción de energía y la creación de masa.

         En cuanto al mesón, que se desintegraba en cuestión de millonésimas de segundo, había que considerar un mesón positivamente cargado que se desintegraba para dar lugar a positrones y neutrinos, mientras que uno cargado negativamente se desintegraba produciendo electrones y neutrinos.

         Anderson recibió el premio Nobel de física en 1936 por sus descubrimientos, compartiéndolo con Hess, cuyos descubrimientos sobre los rayos cósmicos estaban estrechamente relacionados con los trabajos de Anderson.

         En 1963 se descubrió que los neutrinos formados en asociación con los mesones de Anderson no eran exactamente iguales a los asociados con el electrón. Por tanto la misteriosa partícula predicha por primera vez por Pauli resultó que existía bajo dos formas y puesto que cada una de ellas estaba asociada con cada una de las antipartículas de Dirac tenían que existir también dos antineutrinos diferentes –en conjunto eran cuatro las partículas sin carga y sin masa.

         Por un lado el mesón de Anderson resultó ser un desengaño. No interactuaba directamente con los núcleos atómicos y si era realmente la partícula de masa intermedia que predijo Yukawa debería interactuar. Sin embargo, durante la década siguiente, Powell descubrió un mesón de masa ligeramente mayor, que pudo probarse que se trataba de la partícula de Yukawa. El mesón de Anderson se demostró en 1961 que era realmente un duplicado del electrón en cada una de las propiedades salvo en la masa, es decir, no era más que un electrón muy pesado.