Muistsete inimeste maailm oli lihtne, arusaadav ja koosnes neljast elemendist: veest, maast, tulest ja õhust (meie tänapäeva mõistes vastavad neile ainetele: vedel, tahke, gaasiline olek ja plasma). Kreeka filosoofid läksid palju kaugemale ja leidsid, et kogu aine jaguneb väikseimateks osakesteks - aatomiteks (kreeka keelest "jagamatu"). Tänu järgnevatele põlvkondadele oli võimalik õppida, et ümbritsev ruum on palju keerulisem, kui me alguses ette kujutasime. Selles artiklis räägime sellest, mis on positron ja selle hämmastavad omadused.
Positroni avastamine
Teadlased on leidnud, et aatom (see väidetav alt terve ja jagamatu osake) koosneb elektronidest (negatiivse laenguga elemendid), prootonitest ja neutronitest. Pärast seda, kui tuumafüüsikud õppisid osakesi spetsiaalsetes kambrites kiirendama, on nad juba leidnud enam kui 200 erinevat kosmoses leiduvat sorti.
Mis siis on positron? 1931. aastal ennustas selle ilmumist teoreetiliselt prantsuse füüsik Paul Dirac. Lahendatava relativistliku probleemi käigus jõudis ta järeldusele, et lisaks elektronile peab looduses eksisteerima täpseltsama osake identse massiga, kuid ainult positiivse laenguga. Hiljem nimetati seda "positroniks".
Selle laeng (+1), erinev alt (-1) elektroni ja sarnase massiga umbes 9, 103826 × 10-31 kg.
Sõltumata allikast kipub positron alati "ühenduma" mis tahes läheduses asuva elektroniga.
Ainsad erinevused nende vahel on laeng ja kohalolek universumis, mis on palju madalam kui elektronil. Antiainena plahvatab tavalise ainega kokkupuutuv osake puhta energiaga.
Olles teada saanud, mis on positron, läksid teadlased oma katsetes kaugemale, võimaldades kosmilistel kiirtel läbida pliiga varjestatud ja magnetvälja paigaldatud pilvekambrit. Seal võis täheldada elektron-positroni paare, mis mõnikord tekkisid ja pärast ilmumist jätkasid liikumist magnetvälja sees vastassuundades.
Nüüd ma saan aru, mis on positron. Nagu tema negatiivne vaste, reageerib antiosake elektromagnetväljadele ja seda saab hoida kinnises ruumis, kasutades kinnipidamistehnikaid. Lisaks saab ta kombineerida antiprootonite ja antineutronitega, et luua antiaatomeid ja antimolekule.
Positronid eksisteerivad kogu kosmosekeskkonnas väikese tihedusega, nii et mõned entusiastid on isegi välja pakkunud meetodeid antimaterjali kogumiseks, et selle energiat ära kasutada.
Hävitamine
Kui positroon ja elektron kohtuvad teel, siis see juhtubselline nähtus nagu annihilatsioon. See tähendab, et mõlemad osakesed hävitavad üksteist. Nende põrkumisel eraldub aga kosmosesse teatud hulk energiat, mis neil oli ja mida nimetatakse gammakiirguseks. Hävitamise märk on kahe gammakvanti (footoni) ilmumine, mis liiguvad eri suundades, et säilitada hoogu.
Toimub ka vastupidine protsess – kui footon võib teatud tingimustel muutuda taas elektron-positroni paariks.
Selleks, et see paar sünniks, peab üks gamma-kvant läbima mingi aine, näiteks läbi pliiplaadi. Sel juhul neelab metall hoogu, kuid vabastab kaks vastandlikult laetud osakest eri suundades.
Kasutusala
Saime teada, mis juhtub, kui elektron interakteerub positroniga. Praegu kasutatakse osakest enim positronemissioontomograafias, kus patsiendile süstitakse väike kogus lühikese poolestusajaga radioisotoopi ning pärast lühikest ooteaega radioisotoop koondub huvipakkuvatesse kudedesse ja hakkab purunema. alla, vabastades positronid. Need osakesed liiguvad mitu millimeetrit, enne kui põrkuvad elektroniga ja vabastavad gammakiirgust, mida skanner suudab tabada. Seda meetodit kasutatakse erinevatel diagnostilistel eesmärkidel, sealhulgas aju uurimiseks ja vähirakkude tuvastamiseks kogu kehas.
Niisiis, sisseSellest artiklist saime teada, mis on positroon, millal ja kes selle avastas, selle interaktsiooni elektronidega ning valdkonda, kus selle kohta käivad teadmised on kasulikud.
