คาร์ล เดวิด แอนเดอร์สัน

1.1. การเกิดและภูมิหลังครอบครัว

แอนเดอร์สันเกิดเมื่อวันที่ 3 กันยายน ค.ศ. 1905 ที่นครนิวยอร์ก รัฐนิวยอร์ก ประเทศสหรัฐอเมริกา เขาเป็นบุตรชายของผู้อพยพชาวสวีเดน โดยมีบิดาชื่อคาร์ล เดวิด แอนเดอร์สัน และมารดาชื่อเอ็มมา แอดอลฟินา เอแจกสัน

1.2. การศึกษา

เขาเข้าศึกษาด้านฟิสิกส์และวิศวกรรมศาสตร์ที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (Caltech) โดยได้รับปริญญาตรีวิทยาศาสตร์ (B.S.) ในปี ค.ศ. 1927 และได้รับปริญญาเอก (Ph.D.) ในปี ค.ศ. 1930 วิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกของเขาเป็นการศึกษาเกี่ยวกับการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของอิเล็กตรอนที่ถูกปล่อยออกมาจากแก๊สด้วยรังสีเอกซ์ โดยมีโรเบิร์ต เอ. มิลลิแกน เป็นอาจารย์ที่ปรึกษา

2.1. การวิจัยรังสีคอสมิก

ภายใต้การดูแลของโรเบิร์ต เอ. มิลลิแกน แอนเดอร์สันเริ่มทำการวิจัยเกี่ยวกับรังสีคอสมิก ในระหว่างการวิจัยนี้ เขาได้พบกับร่องรอยของอนุภาคย่อยของอะตอมที่ไม่คาดคิดในภาพถ่ายจากกล้องหมอกของเขา ซึ่งนำไปสู่การค้นพบครั้งสำคัญ

2.2. การค้นพบโพซิตรอน

แอนเดอร์สันได้ตีความร่องรอยที่พบในกล้องหมอกอย่างถูกต้องว่าเกิดจากอนุภาคที่มีมวลเท่ากับอิเล็กตรอน แต่มีประจุไฟฟ้าตรงกันข้าม การค้นพบนี้ได้ประกาศในปี ค.ศ. 1932 และได้รับการยืนยันจากนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ในเวลาต่อมา ซึ่งเป็นการยืนยันการทำนายเชิงทฤษฎีของพอล ดิแรก เกี่ยวกับการมีอยู่ของโพซิตรอน แอนเดอร์สันตรวจพบอนุภาคเหล่านี้ครั้งแรกในรังสีคอสมิก จากนั้นเขาก็สร้างหลักฐานที่ชัดเจนยิ่งขึ้นโดยการยิงรังสีแกมมาที่ผลิตโดยนิวไคลด์กัมมันตรังสีตามธรรมชาติ ThC'' (ซึ่งเป็นชื่อทางประวัติศาสตร์ของทัลเลียม-208) เข้าไปในวัสดุอื่น ๆ ส่งผลให้เกิดการสร้างคู่โพซิตรอน-อิเล็กตรอนขึ้นมา จากผลงานนี้ แอนเดอร์สันได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี ค.ศ. 1936 ร่วมกับวิกเตอร์ ฟรานซิส เฮสส์ ห้าสิบปีต่อมา แอนเดอร์สันยอมรับว่าการค้นพบของเขาได้รับแรงบันดาลใจจากผลงานของจ้าว จงเหยา เพื่อนร่วมชั้นที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย ซึ่งงานวิจัยของจ้าวเป็นรากฐานสำคัญที่ทำให้งานของแอนเดอร์สันก้าวหน้า แต่ไม่ได้รับการยอมรับในขณะนั้น

2.3. การค้นพบมิวออน

ในปี ค.ศ. 1936 แอนเดอร์สันและเซธ เนดเดอร์ไมเออร์ ลูกศิษย์คนแรกของเขา ได้ค้นพบมิวออน (หรือ 'มิว-มีซอน' ตามที่รู้จักกันมาหลายปี) ซึ่งเป็นอนุภาคย่อยของอะตอมที่มีมวลมากกว่าอิเล็กตรอนถึง 207 เท่า แต่มีประจุไฟฟ้าลบและสปิน 1/2 เท่ากันกับอิเล็กตรอน ซึ่งตรวจพบได้ในรังสีคอสมิกอีกครั้ง ในตอนแรก แอนเดอร์สันและเนดเดอร์ไมเออร์เชื่อว่าพวกเขาได้เห็นไพออน ซึ่งเป็นอนุภาคที่ฮิเดกิ ยูกาวะ ได้ตั้งสมมติฐานไว้ในทฤษฎีอันตรกิริยาแบบเข้มของเขา เมื่อเป็นที่ชัดเจนว่าสิ่งที่แอนเดอร์สันเห็นนั้นไม่ใช่ไพออน นักฟิสิกส์ไอ. ไอ. ราบี ซึ่งรู้สึกงุนงงว่าการค้นพบที่ไม่คาดคิดนี้จะเข้ากับแผนการทางตรรกะใด ๆ ของฟิสิกส์อนุภาคได้อย่างไร ได้ถามอย่างติดตลกว่า "ใครสั่ง *นั่น* มา?" (บางครั้งเรื่องราวเล่าว่าเขากำลังรับประทานอาหารกับเพื่อนร่วมงานที่ร้านอาหารจีนในขณะนั้น) มิวออนเป็นอนุภาคแรกในรายการยาวของอนุภาคย่อยของอะตอมที่การค้นพบครั้งแรกทำให้นักทฤษฎีงุนงง ซึ่งไม่สามารถทำให้ "สวนสัตว์" ที่สับสนวุ่นวายนี้เข้ากับแผนการทางแนวคิดที่เป็นระเบียบได้ วิลลิส แลมบ์ ในการบรรยายรับรางวัลโนเบลในปี ค.ศ. 1955 ได้กล่าวติดตลกว่าเขาเคยได้ยินมาว่า "ผู้ค้นพบอนุภาคพื้นฐานใหม่เคยได้รับรางวัลโนเบล แต่การค้นพบดังกล่าวในปัจจุบันควรถูกลงโทษด้วยค่าปรับ 10.00 K USD" การทำความเข้าใจมิวออนในภายหลังจำเป็นต้องใช้กฎเกณฑ์ใหม่ของอนุภาคพื้นฐาน เช่น สูตรเกลล์-มันน์-นิชิจิมะ ที่พัฒนาโดยนักฟิสิกส์อย่างคาซูฮิโกะ นิชิจิมะ และเมอร์เรย์ เกลล์-มันน์

2.4. บริบททางวิทยาศาสตร์และการประเมิน

การค้นพบของแอนเดอร์สันเกิดขึ้นในยุคที่ฟิสิกส์อนุภาคกำลังก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว การทำงานของเขากับโรเบิร์ต เอ. มิลลิแกน และเซธ เนดเดอร์ไมเออร์ รวมถึงการเชื่อมโยงกับทฤษฎีของพอล ดิแรก และฮิเดกิ ยูกาวะ แสดงให้เห็นถึงการทำงานร่วมกันในวงการวิทยาศาสตร์ การค้นพบโพซิตรอนและมิวออนไม่เพียงแต่ขยายขอบเขตความรู้เกี่ยวกับอนุภาคพื้นฐานเท่านั้น แต่ยังท้าทายความเข้าใจที่มีอยู่เดิม และกระตุ้นให้เกิดการพัฒนาทฤษฎีใหม่ ๆ ในฟิสิกส์อนุภาค ซึ่งเป็นรากฐานสำคัญของการวิจัยในปัจจุบัน

3.1. การวิจัยเกี่ยวกับจรวดและสงครามโลกครั้งที่สอง

แอนเดอร์สันใช้ชีวิตการทำงานทางวิชาการและงานวิจัยทั้งหมดที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง เขาได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับจรวดที่สถาบันแห่งนี้ นอกจากนี้ เขายังดำรงตำแหน่งในคณะกรรมการวิจัยด้านการป้องกันประเทศ (National Defense Research Committee_{คณะกรรมการวิจัยด้านการป้องกันประเทศ}^{ภาษาอังกฤษ}) และร่วมงานกับสำนักงานวิจัยและพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ (Office of Scientific Research and Development_{สำนักงานวิจัยและพัฒนาทางวิทยาศาสตร์}^{ภาษาอังกฤษ}) เขาได้รับการทาบทามให้เป็นผู้นำโครงการแมนแฮตตัน แต่ปฏิเสธข้อเสนอเนื่องจากรู้สึกว่าตนเองไม่มีความสามารถเพียงพอ และยังคงทำงานวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีจรวดต่อไป หลังจากสงครามโลกครั้งที่สอง เขาดำรงตำแหน่งประธานแผนกฟิสิกส์ที่สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (National Academy of Sciences_{สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ}^{ภาษาอังกฤษ}) ระหว่างปี ค.ศ. 1963 ถึง ค.ศ. 1966 แม้ว่าเขาจะไม่ได้มีบทบาททางการเมืองที่เกี่ยวข้องกับอาวุธนิวเคลียร์อย่างกระตือรือร้น แต่แอนเดอร์สันก็เป็นหนึ่งในผู้ลงนามในคำร้องคัดค้านการทดสอบระเบิดไฮโดรเจนร่วมกับสมาชิกคนอื่น ๆ ของสถาบัน

5.1. การแต่งงานและครอบครัว

แอนเดอร์สันแต่งงานกับลอร์เรน เบิร์กแมนในปี ค.ศ. 1946 ทั้งคู่มีบุตรชายสองคนคือ มาร์แชลและเดวิด ลอร์เรน ภรรยาของเขาเสียชีวิตในปี ค.ศ. 1984

5.2. การเสียชีวิตและการฝัง

คาร์ล เดวิด แอนเดอร์สัน เสียชีวิตเมื่อวันที่ 11 มกราคม ค.ศ. 1991 ที่เมืองแซน มาริโน รัฐแคลิฟอร์เนีย และร่างของเขาถูกฝังอยู่ที่สุสานฟอเรสต์ลอว์น (ฮอลลีวูดฮิลส์) ในลอสแอนเจลิส รัฐแคลิฟอร์เนีย

6.1. ผลกระทบต่อฟิสิกส์อนุภาค

การค้นพบโพซิตรอนของแอนเดอร์สันไม่เพียงแต่ยืนยันการมีอยู่ของปฏิสสารตามที่พอล ดิแรก ได้ทำนายไว้เท่านั้น แต่ยังเปิดประตูสู่สาขาใหม่ของฟิสิกส์ นั่นคือฟิสิกส์อนุภาค การค้นพบมิวออนในเวลาต่อมา แม้จะสร้างความสับสนในหมู่นักทฤษฎีในตอนแรก แต่ก็เป็นจุดเริ่มต้นของการค้นพบอนุภาคพื้นฐานอื่น ๆ อีกมากมาย ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาคในที่สุด ผลงานของแอนเดอร์สันจึงเป็นรากฐานสำคัญที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจองค์ประกอบพื้นฐานของจักรวาลได้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น

7.1. บทความวิจัยหลัก

• แอนเดอร์สัน, ซี. ดี. (ค.ศ. 1933). "The Positive Electron" (The Positive Electron_{เดอะโพซิติฟอิเล็กตรอน}^{ภาษาอังกฤษ}). ฟิสิคัลรีวิว (Physical Review_{ฟิสิคัลรีวิว}^{ภาษาอังกฤษ}), 43(6), 491-494.
• แอนเดอร์สัน, ซี. ดี. (ค.ศ. 1932). "The Apparent Existence of Easily Deflectable Positives" (The Apparent Existence of Easily Deflectable Positives_{ดิแอพพาเรนต์เอ็กซิสเตนซ์ออฟอีซีลีดีเฟลกเทเบิลโพซิติฟส์}^{ภาษาอังกฤษ}). ไซเอินซ์ (Science_{ไซเอินซ์}^{ภาษาอังกฤษ}), 76(1967), 238-239.
• แอนเดอร์สัน, ซี. ดี. (ที่ปรึกษาด้านเทคนิค) (ค.ศ. 1957). "The Strange Case of the Cosmic Rays" (The Strange Case of the Cosmic Rays_{เดอะสเตรนจ์เคสออฟเดอะคอสมิกเรย์ส}^{ภาษาอังกฤษ}). เดอะเบลล์แล็บเบอราทอรีไซเอินซ์ซีรีส์ (The Bell Laboratory Science Series_{เดอะเบลล์แล็บเบอราทอรีไซเอินซ์ซีรีส์}^{ภาษาอังกฤษ}).