塞西尔·弗兰克·鲍威尔（英国物理学家，π介子的发现）

塞西尔·弗兰克·鲍威尔（Cecil Frank Powell，1903年12月5日—1969年8月9日），因发展了用以研究核过程的照相乳胶记录法并用此方法发现了π介子，获得了1950年度诺贝尔物理学奖。

简介

塞西尔·弗兰克·鲍威尔，生于英国肯特，卒于意大利考摩湖畔，是一位英国物理学家。因发展了用以研究核过程的照相乳胶记录法并用此方法发现了π介子，获得了1950年度诺贝尔物理学奖。π介子的发现，开创了物理学的一个新的分支学科—粒子物理学，鲍威尔因此也被誉为粒子物理学之父。

1947年，鲍威尔与朱赛普·欧西里尼、H.Muirhead和年轻的巴西物理学家恺撒·拉特斯（César Lattes）一起发表了关于使用照相技术发现π介子的论文。为此他于1950年被授予诺贝尔物理学奖。后来证明π介子是汤川秀树在1935年在他的核物理理论中预言过的一种亚原子粒子。1955年鲍威尔参加签署了《罗素—爱因斯坦宣言》。

科学研究

当不同能量的带电粒子作用在乳胶底片上时，便在底片上产生了不同的潜影，从而记录下粒子的运行轨迹。根据这些径迹，便可计算得出粒子的质量、能量和粒子的性质。1939-1945年间，鲍威尔发展了用感光照相乳胶来记录宇宙射线径迹的技术，使原子核摄影技术发展到了一个新的阶段。在这以前，由于乳胶的灵敏度不高，只能记录下一些能量较小而电离较大的粒子的轨迹，对于一些能量较大而电离较小的粒子则往往被漏掉，减少了发现新粒子的机会。鲍威尔与其合作者提高了乳胶的灵敏度并增加了乳胶的厚度，使带电粒子通过乳胶时产生电离，乳胶在显影后呈现的黑色晶粒，就是带电粒子通过乳胶时留下的径迹。由于宇宙射线具有很大的能量，当它们进入大气层时，与大气层中的粒子发生碰撞，失去能量并产生次级宇宙射线。因此，他们把装有感光照片的气球放到高空中去记录宇宙射线的径迹。经过多次实验，他们拍摄了大量的宇宙射线在不同高度穿过乳胶的底片，并对底片中粒子留下的轨迹进行了仔细的分析。

1947年10月，鲍威尔和他的合作者发表了“关于乳胶照相中慢介子轨迹的观测报告”的论文，全面总结了他们的实验结果，正式表明他们发现了新粒子，并命名其为π介子。同时，他们指出，π介子可以衰变为另一种介子（μ介子）和中微子。经过详细的计算，得知π介子和μ介子的质量分别为电子质量的273倍和207倍。

科学发现

π介子的发现，开创了物理学的一个新的分支学科—粒子物理学，鲍威尔因此也被誉为粒子物理学之父。