دنیای مردمان باستان ساده، قابل درک و متشکل از چهار عنصر بود: آب، خاک، آتش و هوا (در درک امروزی ما، این مواد مطابق با: مایع، جامد، حالت گازی و پلاسما هستند). فیلسوفان یونانی بسیار فراتر رفتند و دریافتند که تمام ماده به کوچکترین ذرات - اتم ها (از یونانی "تقسیم ناپذیر") تقسیم می شود. به لطف نسل‌های بعدی، می‌توان فهمید که فضای اطراف بسیار پیچیده‌تر از آن چیزی است که در ابتدا تصور می‌کردیم. در این مقاله درباره چیستی پوزیترون و خواص شگفت انگیز آن صحبت خواهیم کرد.
کشف پوزیترون
دانشمندان دریافته اند که اتم (این ذره ظاهراً کامل و غیرقابل تقسیم) از الکترون ها (عناصر با بار منفی)، پروتون ها و نوترون ها تشکیل شده است. از آنجایی که فیزیکدانان هسته ای یاد گرفتند که چگونه ذرات را در اتاقک های ویژه شتاب دهند، آنها تاکنون بیش از 200 نوع مختلف از آنها را یافته اند که در فضا وجود دارد.
پس پوزیترون چیست؟ در سال 1931، ظاهر آن به طور نظری توسط فیزیکدان فرانسوی پل دیراک پیش بینی شد. در جریان حل مسئله نسبیتی، او به این نتیجه رسید که علاوه بر الکترون، باید دقیقاً در طبیعت وجود داشته باشد.همان ذره با جرم یکسان، اما فقط با بار مثبت. بعدها "پوزیترون" نامیده شد.
دارای بار (+1) است، برخلاف (-1) برای یک الکترون و جرمی مشابه حدود 9، 103826 × 10-31 کیلوگرم.
صرف نظر از منبع، یک پوزیترون همیشه تمایل به "ترکیب" با هر الکترون نزدیک دارد.
تنها تفاوت بین آنها در بار و حضور در جهان است که بسیار کمتر از یک الکترون است. ذره ای که با ماده معمولی تماس پیدا می کند، از آنجایی که پادماده است، با انرژی خالص منفجر می شود.
پس از فهمیدن پوزیترون چیست، دانشمندان در آزمایشات خود فراتر رفتند و به پرتوهای کیهانی اجازه دادند از یک محفظه ابری که با سرب محافظت شده و در میدان مغناطیسی نصب شده بود عبور کنند. در آنجا جفت‌های الکترون-پوزیترون را می‌توان مشاهده کرد که گاهی ایجاد می‌شدند و پس از ظاهر شدن به حرکت در جهت مخالف در میدان مغناطیسی ادامه می‌دادند.
حالا فهمیدم پوزیترون چیست. مانند همتای منفی خود، پادذره به میدان های الکترومغناطیسی پاسخ می دهد و می تواند با استفاده از تکنیک های محصورسازی در یک فضای محدود ذخیره شود. علاوه بر این، او می تواند با ضد پروتون ها و ضد نوترون ها ترکیب شود و ضد اتم ها و ضد مولکول ها ایجاد کند.
پوزیترون ها با چگالی کم در سرتاسر محیط فضا وجود دارند، بنابراین روش هایی حتی توسط برخی از علاقه مندان برای برداشت پادماده برای مهار انرژی آن پیشنهاد شده است.
نابودی
اگر یک پوزیترون و یک الکترون در راه با هم برخورد کنند، این اتفاق خواهد افتادپدیده ای مانند نابودی یعنی هر دو ذره یکدیگر را نابود خواهند کرد. اما هنگام برخورد آنها مقدار معینی انرژی در فضا آزاد می شود که این انرژی را داشتند و به آن تابش گاما می گویند. نشانه نابودی ظهور دو گاما کوانتا (فوتون) است که در جهت های مختلف حرکت می کنند تا حرکت را حفظ کنند.
همچنین یک فرآیند معکوس وجود دارد - زمانی که یک فوتون تحت شرایط خاص می تواند دوباره به یک جفت الکترون-پوزیترون تبدیل شود.
برای اینکه این جفت متولد شود، یک گاما کوانتوم باید از یک ماده عبور کند، مثلاً از یک صفحه سربی. در این حالت، فلز تکانه را جذب می‌کند، اما دو ذره با بار مخالف را در جهات مختلف آزاد می‌کند.
دامنه کاربرد
ما متوجه شدیم که وقتی یک الکترون با یک پوزیترون برهمکنش می کند چه اتفاقی می افتد. این ذره در حال حاضر بیشترین استفاده را در توموگرافی گسیل پوزیترون دارد، جایی که مقدار کمی از رادیوایزوتوپ با نیمه عمر کوتاه به بیمار تزریق می شود و پس از یک دوره انتظار کوتاه، رادیوایزوتوپ در بافت های مورد نظر متمرکز شده و شروع به شکستن می کند. پایین، پوزیترون آزاد می کند. این ذرات قبل از برخورد با الکترون و انتشار پرتوهای گاما که می تواند توسط اسکنر گرفته شود، چندین میلی متر حرکت می کنند. این روش برای اهداف تشخیصی مختلف از جمله مطالعه مغز و شناسایی سلول های سرطانی در سراسر بدن استفاده می شود.
بنابراین، دردر این مقاله، در مورد اینکه پوزیترون چیست، چه زمانی و توسط چه کسی کشف شد، برهمکنش آن با الکترون ها، و همچنین حوزه ای که دانش در مورد آن در آن کاربرد عملی دارد، یاد گرفتیم.
