Muinaisten ihmisten maailma oli yksinkertainen, ymmärrettävä ja koostui neljästä elementistä: vedestä, maasta, tulesta ja ilmasta (nykyaikaisessa ymmärryksessämme nämä aineet vastaavat: nestemäistä, kiinteää, kaasumaista tilaa ja plasmaa). Kreikkalaiset filosofit menivät paljon pidemmälle ja huomasivat, että kaikki aine on jaettu pienimpiin hiukkasiin - atomeihin (kreikan sanasta "jakamaton"). Seuraavien sukupolvien ansiosta oli mahdollista oppia, että ympäröivä tila on paljon monimutkaisempi kuin aluksi kuvittelimme. Tässä artikkelissa puhumme positronista ja sen uskomattomista ominaisuuksista.
Positronin löytö
Tutkijat ovat havainneet, että atomi (tämä väitetysti kokonainen ja jakamaton hiukkanen) koostuu elektroneista (negatiivisesti varautuneista alkuaineista), protoneista ja neutroneista. Sen jälkeen kun ydinfyysikot oppivat kiihdyttämään hiukkasia erikoiskammioissa, he ovat jo löytäneet yli 200 erilaista hiukkasta avaruudessa.
Mikä on positroni? Vuonna 1931 sen ilmestymisen teoreettisesti ennusti ranskalainen fyysikko Paul Dirac. Ratkaisevan relativistisen ongelman aikana hän tuli siihen tulokseen, että elektronin lisäksi luonnossa täytyy olla täsmälleensama hiukkanen, jolla on sama massa, mutta vain positiivisella varauksella. Sitä kutsuttiin myöhemmin "positroniksi".
Sillä on varaus (+1), toisin kuin (-1) elektronille ja samanlainen massa on noin 9, 103826 × 10-31 kg.
Lähteestä riippumatta positronilla on aina taipumus "yhdistyä" minkä tahansa lähellä olevan elektronin kanssa.
Ainoat erot niiden välillä ovat varaus ja läsnäolo universumissa, joka on paljon pienempi kuin elektronin. Antimateriaalina tavallisen aineen kanssa kosketuksiin joutuva hiukkanen räjähtää puhtaalla energialla.
Otettuaan selville, mikä positron on, tutkijat menivät pidemmälle kokeissaan sallien kosmisten säteiden kulkea pilvikammion läpi, joka on suojattu lyijyllä ja asennettu magneettikenttään. Siellä voitiin havaita elektroni-positroniparia, joita joskus syntyi ja jotka esiintymisen jälkeen jatkoivat liikkumista vastakkaisiin suuntiin magneettikentässä.
Nyt ymmärrän mikä positron on. Negatiivisen vastineensa tavoin antihiukkanen reagoi sähkömagneettisiin kenttiin ja sitä voidaan varastoida suljetussa tilassa rajoitustekniikoita käyttämällä. Lisäksi se voi yhdistää antiprotonien ja antineutronien kanssa luodakseen antiatomeja ja antimolekyylejä.
Positroneja esiintyy pieninä tiheyksinä kaikkialla avaruusympäristössä, joten jotkut harrastajat ovat jopa ehdottaneet menetelmiä antimateriaalin keräämiseksi sen energian valjastamiseksi.
Tuho
Jos positroni ja elektroni kohtaavat toisensa matkalla, niin tämä tapahtuuilmiö, kuten annihilaatio. Eli molemmat hiukkaset tuhoavat toisensa. Kuitenkin niiden törmääessä avaruuteen vapautuu tietty määrä energiaa, jota niillä oli ja jota kutsutaan gammasäteilyksi. Merkki tuhoutumisesta on kahden gamma-kvantin (fotonin) ilmaantuminen, jotka liikkuvat eri suuntiin ylläpitääkseen vauhtia.
On myös käänteinen prosessi - kun fotoni voi tietyissä olosuhteissa muuttua jälleen elektroni-positronipariksi.
Jotta tämä pari syntyisi, yhden gamma-kvantin täytyy kulkea jonkin aineen, esimerkiksi lyijylevyn, läpi. Tässä tapauksessa metalli imee vauhtia, mutta vapauttaa kaksi vastakkaisesti varautunutta hiukkasta eri suuntiin.
Soveltamisala
Otimme selville, mitä tapahtuu, kun elektroni on vuorovaikutuksessa positronin kanssa. Hiukkasta käytetään tällä hetkellä laajimmin positroniemissiotomografiassa, jossa potilaaseen ruiskutetaan pieni määrä lyhyen puoliintumisajan omaavaa radioisotooppia ja lyhyen odotusajan jälkeen radioisotooppi keskittyy kiinnostaviin kudoksiin ja alkaa hajota. alas vapauttaen positroneja. Nämä hiukkaset kulkevat useita millimetrejä ennen kuin törmäävät elektroniin ja vapauttavat gammasäteitä, jotka skanneri voi siepata. Tätä menetelmää käytetään erilaisiin diagnostisiin tarkoituksiin, mukaan lukien aivojen tutkimiseen ja syöpäsolujen havaitsemiseen koko kehosta.
Joten sisäänTässä artikkelissa opimme mitä positroni on, milloin ja kuka sen löysi, sen vuorovaikutuksesta elektronien kanssa sekä alueesta, jolla sitä koskeva tiedolla on käytännön hyötyä.
