양전자

요약 전자의 반입자. 전기량, 질량, 스핀 등 소립자로서의 속성은 전자와 같지만, 양의 전하를 가지는 입자이다. 디랙의 방정식에서 처음 예견되었다가 후에 실험결과로 확인되었다. 전자와 충돌하면 몇 개의 감마선을 방출하면서 쌍소멸한다.

전기량·질량·스핀 등 소립자로서의 속성은 전자와 같다. 다만 전자와 반대로 양의 전하를 가진다. 양전자의 존재에 대한 예측은 양자역학의 기초방정식을 상대성이론에 어울리도록 정리한 디랙의 방정식에서 비롯된다. 디랙의 방정식에 따르면 양의 에너지를 가진 전자가 있다면 그것에 대응하는 음의 에너지를 가진 반전자가 있을 것으로 예측된다. 1932년 캘리포니아대학의 C.D.앤더슨이 우주선(宇宙線) 관측 중에 그 존재를 확인하였다. 그 결과 전자에 대한 양전자, 나아가서는 다른 소립자 전반에 대한 반입자의 존재가 주목을 받게 되었다.

보통 양전자는 높은 에너지의 감마선이나 하전입자가 물질에 충돌할 때, 그 원자핵 주위에 전자와 쌍으로 생성된다. 또 인공방사성 핵 중에서 양전자를 방출하기도 한다. 양전자 자체는 안정되어 있지만 물질 속에 들어가서 자신의 반입자인 전자와 충돌하면 몇 개의 감마선으로 모습을 바꾸어 전자와 함께 소멸한다. 이러한 전자쌍소멸은 전자쌍생성과 함께 소립자의 세계에서 에너지와 물질이 서로 전환하는 과정을 단적으로 보여준다.

영명으로는 전자를 일렉트론(electron), 양전자를 포지트론(positron)으로 구별하여 부른다. 1947년 국제물리연합 우주선위원회에서 양전자를 포지트론, 전자를 음전자란 의미에서 네가트론(negatron)으로 구별하고, 양쪽을 총칭하여 일렉트론으로 하는 안이 제출되어, 이 호칭을 사용하기도 한다.