Fortidens menneskers verden var enkel, forståelig og besto av fire elementer: vann, jord, ild og luft (i vår moderne forståelse tilsvarer disse stoffene: flytende, fast, gassformig tilstand og plasma). Greske filosofer gikk mye lenger og fant ut at all materie er delt inn i de minste partiklene - atomer (fra det greske "udelelige"). Takket være påfølgende generasjoner var det mulig å lære at det omkringliggende rommet er mye mer komplekst enn vi forestilte oss i begynnelsen. I denne artikkelen skal vi snakke om hva et positron er og dets fantastiske egenskaper.
Oppdagelse av positronen
Forskere har funnet ut at atomet (denne angivelig hele og udelelige partikkelen) består av elektroner (negativt ladede grunnstoffer), protoner og nøytroner. Siden kjernefysikere lærte å akselerere partikler i spesielle kammer, har de allerede funnet mer enn 200 forskjellige varianter av dem som finnes i verdensrommet.
Så hva er en positron? I 1931 ble utseendet teoretisk spådd av den franske fysikeren Paul Dirac. I løpet av det relativistiske problemet ble løst, kom han til den konklusjon at i tillegg til elektronet, må det eksistere nøyaktig i naturensamme partikkel med identisk masse, men bare med positiv ladning. Den ble senere k alt "positronen".
Den har en ladning (+1), i motsetning til (-1) for et elektron og en lignende masse på omtrent 9, 103826 × 10-31 kg.
Uavhengig av kilden, vil et positron alltid ha en tendens til å "kombinere" med et hvilket som helst nærliggende elektron.
De eneste forskjellene mellom dem er ladningen og tilstedeværelsen i universet, som er mye lavere enn for et elektron. Som antimaterie eksploderer en partikkel som kommer i kontakt med vanlig materie med ren energi.
Etter å ha funnet ut hva et positron er, gikk forskerne videre i sine eksperimenter, og lot kosmiske stråler passere gjennom et skykammer, skjermet med bly og installert i et magnetfelt. Der kunne man observere elektron-positron-par, som noen ganger ble opprettet, og etter utseendet fortsatte å bevege seg i motsatte retninger innenfor magnetfeltet.
Nå forstår jeg hva en positron er. I likhet med sin negative motpart reagerer antipartiklen på elektromagnetiske felt og kan lagres i et begrenset rom ved hjelp av innesperringsteknikker. I tillegg kan hun kombinere med anti-protoner og anti-nøytroner for å lage anti-atomer og anti-molekyler.
Positroner eksisterer med lave tettheter i hele rommiljøet, så metoder har til og med blitt foreslått av noen entusiaster for å høste antimaterie for å utnytte energien.
Annihilation
Hvis et positron og et elektron møter hverandre på veien, så vil dette skjefenomen som utslettelse. Det vil si at begge partiklene vil ødelegge hverandre. Men når de kolliderer frigjøres en viss mengde energi ut i rommet, som de hadde og kalles gammastråling. Et tegn på utslettelse er utseendet til to gammakvanta (fotoner) som beveger seg i forskjellige retninger for å opprettholde momentum.
Det er også en omvendt prosess - når et foton under visse forhold igjen kan bli til et elektron-positron-par.
For at dette paret skal bli født, må ett gamma-kvante passere gjennom et eller annet stoff, for eksempel gjennom en blyplate. I dette tilfellet absorberer metallet momentumet, men slipper ut to motsatt ladede partikler i forskjellige retninger.
Anvendelsesomfang
Vi fant ut hva som skjer når et elektron interagerer med et positron. Partikkelen er for tiden mest brukt i positronemisjonstomografi, hvor en liten mengde av en radioisotop med kort halveringstid injiseres i en pasient, og etter en kort venteperiode konsentrerer radioisotopen seg i vevene av interesse og begynner å brytes. ned og frigjør positroner. Disse partiklene reiser flere millimeter før de kolliderer med et elektron og frigjør gammastråler som kan fanges opp av skanneren. Denne metoden brukes til ulike diagnostiske formål, inkludert å studere hjernen og oppdage kreftceller i hele kroppen.
Så, innI denne artikkelen lærte vi om hva et positron er, når og av hvem det ble oppdaget, dets interaksjon med elektroner, samt området der kunnskap om det er av praktisk nytte.
