[1927 노벨물리학상] 아서 H. 콤프턴 · C.T.R. 윌슨 : X선이 전자에 부딪혀 튀기고, 안개 속에서 입자의 발자국을 찾아냈다

Previous image Next image 1923년 워싱턴 대학교. 아서 콤프턴은 X선을 탄소에 쬐었을 때 산란된 X선의 파장이 입사한 X선보다 약간 더 길다는 것을 정밀하게 측정했습니다.

파장이 왜 길어지는가? 파동으로만 이해하면 설명이 안 됩니다.

산란된 파동의 진동수가 원래보다 작아진다는 것은 에너지를 잃었다는 뜻인데, 파동이 파동과의 단순한 충돌로 에너지를 잃는 것은 고전파동이론으로는 설명이 어렵습니다. 콤프턴은 X선을 광자로 생각했습니다.

광자가 전자와 마치 당구공처럼 충돌해서 에너지와 운동량 일부를 전자에 전달한다. 그렇다면 산란된 광자의 에너지는 줄어들고, 에너지가 줄어들면 파장이 길어집니다.

계산이 실험값과 완벽히 일치했습니다. 이것이 콤프턴 효과입니다.

빛이 입자 — 광자 — 로 행동한다는 것을 충돌 역학으로 직접 증명한 첫 번째 사례였습니다. 같은 해, 안개 상자를 발명한 C.T.R.

윌슨이 함께 노벨상을 받았습니다. 두 사람은 빛과 입자 연구의 서로 다른 면...