De wereld van oude mensen was eenvoudig, begrijpelijk en bestond uit vier elementen: water, aarde, vuur en lucht (in ons moderne begrip komen deze stoffen overeen met: vloeistof, vaste stof, gasvormige toestand en plasma). Griekse filosofen gingen veel verder en ontdekten dat alle materie is verdeeld in de kleinste deeltjes - atomen (van het Griekse "ondeelbaar"). Dankzij volgende generaties was het mogelijk om te leren dat de omringende ruimte veel complexer is dan we ons in het begin hadden voorgesteld. In dit artikel zullen we het hebben over wat een positron is en zijn verbazingwekkende eigenschappen.
Ontdekking van het positron
Wetenschappers hebben ontdekt dat het atoom (dit zogenaamd hele en ondeelbare deeltje) bestaat uit elektronen (negatief geladen elementen), protonen en neutronen. Sinds kernfysici hebben geleerd hoe ze deeltjes in speciale kamers kunnen versnellen, hebben ze al meer dan 200 verschillende varianten gevonden die in de ruimte voorkomen.
Dus wat is een positron? In 1931 werd het uiterlijk ervan theoretisch voorspeld door de Franse natuurkundige Paul Dirac. In de loop van het oplossen van het relativistische probleem kwam hij tot de conclusie dat er naast het elektron in de natuur precieshetzelfde deeltje met identieke massa, maar alleen met een positieve lading. Het werd later het "positron" genoemd.
Het heeft een lading (+1), in tegenstelling tot (-1) voor een elektron en een vergelijkbare massa van ongeveer 9, 103826 × 10-31 kg.
Ongeacht de bron, een positron zal altijd de neiging hebben om te "combineren" met een nabijgelegen elektron.
De enige verschillen tussen hen zijn de lading en aanwezigheid in het heelal, die veel lager is dan die van een elektron. Omdat het antimaterie is, explodeert een deeltje dat in contact komt met gewone materie met pure energie.
Na ontdekt te hebben wat een positron is, gingen de wetenschappers verder in hun experimenten, waarbij ze kosmische straling door een wolkenkamer lieten gaan, afgeschermd met lood en geïnstalleerd in een magnetisch veld. Daar konden elektron-positronparen worden waargenomen, die soms werden gecreëerd, en daarna bleven ze in tegengestelde richtingen binnen het magnetische veld bewegen.
Nu begrijp ik wat een positron is. Net als zijn negatieve tegenhanger reageert het antideeltje op elektromagnetische velden en kan het worden opgeslagen in een besloten ruimte met behulp van opsluitingstechnieken. Bovendien kan ze combineren met anti-protonen en anti-neutronen om anti-atomen en anti-moleculen te creëren.
Positronen bestaan in lage dichtheden in de hele ruimteomgeving, dus door sommige enthousiastelingen zijn zelfs methoden voorgesteld om antimaterie te oogsten om de energie ervan te benutten.
Vernietiging
Als een positron en een elektron elkaar onderweg tegenkomen, dan gebeurt ditfenomeen als vernietiging. Dat wil zeggen, beide deeltjes zullen elkaar vernietigen. Wanneer ze echter botsen, komt er een bepaalde hoeveelheid energie vrij in de ruimte, die ze hadden en gammastraling wordt genoemd. Een teken van vernietiging is het verschijnen van twee gammaquanta (fotonen) die in verschillende richtingen bewegen om het momentum te behouden.
Er is ook een omgekeerd proces - wanneer een foton onder bepaalde omstandigheden weer kan veranderen in een elektron-positron-paar.
Om dit paar te laten geboren worden, moet één gamma-kwantum door een stof gaan, bijvoorbeeld door een loden plaat. In dit geval absorbeert het metaal het momentum, maar laat het twee tegengesteld geladen deeltjes in verschillende richtingen vrij.
Toepassingsgebied
We hebben ontdekt wat er gebeurt als een elektron interageert met een positron. Het deeltje wordt momenteel het meest gebruikt in positronemissietomografie, waarbij een kleine hoeveelheid van een radio-isotoop met een korte halfwaardetijd in een patiënt wordt geïnjecteerd, en na een korte wachttijd concentreert de radio-isotoop zich in de weefsels van belang en begint te breken. naar beneden, waardoor positronen vrijkomen. Deze deeltjes reizen enkele millimeters voordat ze in botsing komen met een elektron en gammastralen vrijgeven die door de scanner kunnen worden opgevangen. Deze methode wordt gebruikt voor verschillende diagnostische doeleinden, waaronder het bestuderen van de hersenen en het detecteren van kankercellen door het hele lichaam.
Dus, inIn dit artikel leerden we wat een positron is, wanneer en door wie het werd ontdekt, de interactie met elektronen en het gebied waarin kennis erover van praktisch nut is.
