De gamle menneskers verden var enkel, forståelig og bestod af fire elementer: vand, jord, ild og luft (i vores moderne forståelse svarer disse stoffer til: flydende, fast, gasformig tilstand og plasma). Græske filosoffer gik meget længere og fandt ud af, at alt stof er opdelt i de mindste partikler - atomer (fra det græske "udelelige"). Takket være de efterfølgende generationer var det muligt at erfare, at det omgivende rum er meget mere komplekst, end vi forestillede os i begyndelsen. I denne artikel vil vi tale om, hvad en positron er og dens fantastiske egenskaber.
Opdagelse af positronen
Forskere har fundet ud af, at atomet (denne angiveligt hele og udelelige partikel) består af elektroner (negativt ladede grundstoffer), protoner og neutroner. Siden kernefysikere lærte at accelerere partikler i specielle kamre, har de allerede fundet mere end 200 forskellige varianter af dem, der findes i rummet.
Så hvad er en positron? I 1931 blev dens udseende teoretisk forudsagt af den franske fysiker Paul Dirac. I løbet af det relativistiske problem blev løst, kom han til den konklusion, at der foruden elektronen skal eksistere i naturen præcisden samme partikel med identisk masse, men kun med en positiv ladning. Det blev senere kaldt "positronen".
Den har en ladning (+1), i modsætning til (-1) for en elektron og en lignende masse på ca. 9, 103826 × 10-31 kg.
Uanset kilden vil en positron altid have en tendens til at "kombinere" med enhver nærliggende elektron.
De eneste forskelle mellem dem er ladningen og tilstedeværelsen i universet, som er meget lavere end en elektrons. Da en partikel, der er antistof, eksploderer, der kommer i kontakt med almindeligt stof, med ren energi.
Efter at have fundet ud af, hvad en positron er, gik forskerne videre i deres eksperimenter og lod kosmiske stråler passere gennem et skykammer, afskærmet med bly og installeret i et magnetfelt. Der kunne man observere elektron-positron-par, som nogle gange blev skabt, og efter fremkomsten fortsatte med at bevæge sig i modsatte retninger inden for magnetfeltet.
Nu forstår jeg, hvad en positron er. Som dens negative modstykke reagerer antipartiklen på elektromagnetiske felter og kan opbevares i et begrænset rum ved hjælp af indeslutningsteknikker. Derudover kan hun kombinere med anti-protoner og anti-neutroner for at skabe anti-atomer og anti-molekyler.
Positroner findes ved lave tætheder i hele rummiljøet, så metoder er endda blevet foreslået af nogle entusiaster til at høste antistof for at udnytte dets energi.
Annihilation
Hvis en positron og en elektron møder hinanden på vejen, så vil dette skefænomen som udslettelse. Det vil sige, at begge partikler vil ødelægge hinanden. Men når de støder sammen, frigives en vis mængde energi ud i rummet, som de havde og kaldes gammastråling. Et tegn på udslettelse er udseendet af to gammakvanta (fotoner), der bevæger sig i forskellige retninger for at opretholde momentum.
Der er også en omvendt proces - når en foton under visse betingelser igen kan blive til et elektron-positron-par.
For at dette par kan blive født, skal et gamma-kvante passere gennem et eller andet stof, for eksempel gennem en blyplade. I dette tilfælde absorberer metallet momentum, men frigiver to modsat ladede partikler i forskellige retninger.
Anvendelsesomfang
Vi fandt ud af, hvad der sker, når en elektron interagerer med en positron. Partiklen er i øjeblikket mest udbredt i positronemissionstomografi, hvor en lille mængde af en radioisotop med kort halveringstid sprøjtes ind i en patient, og efter en kort venteperiode koncentrerer radioisotopen sig i det interessante væv og begynder at bryde ned og frigiver positroner. Disse partikler rejser flere millimeter, før de kolliderer med en elektron og frigiver gammastråler, som kan fanges af scanneren. Denne metode bruges til forskellige diagnostiske formål, herunder at studere hjernen og opdage kræftceller i hele kroppen.
Så indI denne artikel lærte vi om, hvad et positron er, hvornår og af hvem det blev opdaget, dets interaktion med elektroner, samt det område, hvor viden om det er af praktisk nytte.
