Светът на древните хора е бил прост, разбираем и се е състоял от четири елемента: вода, земя, огън и въздух (в нашето съвременно разбиране тези вещества съответстват на: течност, твърдо, газообразно състояние и плазма). Гръцките философи отидоха много по-далеч и откриха, че цялата материя е разделена на най-малките частици - атоми (от гръцки "неделим"). Благодарение на следващите поколения беше възможно да се научи, че околното пространство е много по-сложно, отколкото сме си представяли в началото. В тази статия ще говорим за това какво е позитрон и неговите невероятни свойства.
Откриване на позитрона
Учените са открили, че атомът (тази уж цяла и неделима частица) се състои от електрони (отрицателно заредени елементи), протони и неутрони. Откакто ядрените физици се научиха как да ускоряват частиците в специални камери, те вече са открили повече от 200 различни разновидности от тях, които съществуват в космоса.
И така, какво е позитрон? През 1931 г. появата му е теоретично предсказана от френския физик Пол Дирак. В хода на решаването на релативисткия проблем той стига до заключението, че освен електрона, в природата трябва да съществува точносъщата частица с еднаква маса, но само с положителен заряд. По-късно е наречен "позитрон".
Има заряд (+1), за разлика от (-1) за електрон и подобна маса от около 9, 103826 × 10-31 kg.
Независимо от източника, позитронът винаги ще има тенденция да се "комбинира" с всеки близки електрон.
Единствените разлики между тях са зарядът и присъствието във Вселената, което е много по-ниско от това на електрона. Бидейки антиматерия, частица, която влиза в контакт с обикновената материя, експлодира с чиста енергия.
След като разбраха какво е позитрон, учените отидоха по-далеч в своите експерименти, позволявайки на космическите лъчи да преминават през облачна камера, екранирана с олово и инсталирана в магнитно поле. Там можеха да се наблюдават двойки електрон-позитрон, които понякога се създаваха и след появата им продължаваха да се движат в противоположни посоки в рамките на магнитното поле.
Сега разбирам какво е позитрон. Подобно на отрицателния си аналог, античастицата реагира на електромагнитни полета и може да се съхранява в затворено пространство с помощта на техники за ограничаване. В допълнение, тя може да комбинира с анти-протони и анти-неутрони, за да създаде анти-атоми и антимолекули.
Позитроните съществуват при ниска плътност в космическата среда, така че някои ентусиасти дори предлагат методи за събиране на антиматерия, за да се използва нейната енергия.
Унищожение
Ако позитрон и електрон се срещнат по пътя, тогава това ще се случифеномен като анихилация. Тоест и двете частици ще се унищожат взаимно. Когато обаче се сблъскат, в космоса се отделя определено количество енергия, която са имали и се нарича гама-лъчение. Признак за анихилация е появата на два гама кванта (фотони), движещи се в различни посоки, за да запазят инерцията.
Има и обратен процес - когато фотон при определени условия може отново да се превърне в двойка електрон-позитрон.
За да се роди тази двойка, един гама-квант трябва да премине през някакво вещество, например през оловна плоча. В този случай металът абсорбира инерцията, но освобождава две противоположно заредени частици в различни посоки.
Обхват на приложение
Разбрахме какво се случва, когато електрон взаимодейства с позитрон. В момента частицата се използва най-широко в позитронно-емисионната томография, където малко количество радиоизотоп с кратък полуживот се инжектира в пациент и след кратък период на изчакване радиоизотопът се концентрира в тъканите, които представляват интерес и започва да се разрушава надолу, освобождавайки позитрони. Тези частици пътуват няколко милиметра, преди да се сблъскат с електрон и да освободят гама лъчи, които могат да бъдат уловени от скенера. Този метод се използва за различни диагностични цели, включително изследване на мозъка и откриване на ракови клетки в цялото тяло.
И така, вВ тази статия научихме за това какво е позитрон, кога и от кого е открит, взаимодействието му с електроните, както и областта, в която знанията за него са от практическа полза.
