Kaj je pozitron in njegova anihilacija z elektronom

Kazalo:

Kaj je pozitron in njegova anihilacija z elektronom
Kaj je pozitron in njegova anihilacija z elektronom
Anonim

Svet starih ljudi je bil preprost, razumljiv in je bil sestavljen iz štirih elementov: vode, zemlje, ognja in zraka (v našem sodobnem razumevanju te snovi ustrezajo: tekočemu, trdnemu, plinastemu stanju in plazmi). Grški filozofi so šli veliko dlje in ugotovili, da je vsa snov razdeljena na najmanjše delce - atome (iz grškega "nedeljivo"). Zahvaljujoč naslednjim generacijam je bilo mogoče izvedeti, da je okoliški prostor veliko bolj zapleten, kot smo si predstavljali na začetku. V tem članku bomo govorili o tem, kaj je pozitron in njegovih neverjetnih lastnostih.

Odkritje pozitrona

Znanstveniki so ugotovili, da atom (ta domnevno cel in nedeljiv delec) sestavljajo elektroni (negativno nabiti elementi), protoni in nevtroni. Ker so se jedrski fiziki naučili pospeševati delce v posebnih komorah, so našli že več kot 200 različnih vrst, ki obstajajo v vesolju.

Kaj je torej pozitron? Leta 1931 je njegov videz teoretično napovedal francoski fizik Paul Dirac. Med reševanjem relativističnega problema je prišel do zaključka, da mora poleg elektrona v naravi obstajati točnoisti delec z enako maso, vendar le s pozitivnim nabojem. Kasneje so ga imenovali "pozitron".

Ima naboj (+1), v nasprotju z (-1) za elektron in podobno maso približno 9, 103826 × 10-31 kg.

Ne glede na vir se bo pozitron vedno nagibal k "kombinaciji" s katerim koli bližnjim elektronom.

Edina razlika med njima sta naboj in prisotnost v vesolju, ki je veliko nižji kot pri elektronu. Ker je antisnov, delček, ki pride v stik z običajno snovjo, eksplodira s čisto energijo.

Ko so znanstveniki ugotovili, kaj je pozitron, so šli še dlje v svojih poskusih in omogočili prehod kozmičnih žarkov skozi oblačno komoro, zaščiteno s svincem in nameščeno v magnetnem polju. Tam je bilo mogoče opaziti pare elektron-pozitron, ki so se včasih ustvarili in so se po pojavu še naprej premikali v nasprotnih smereh znotraj magnetnega polja.

oblačna komora
oblačna komora

Zdaj razumem, kaj je pozitron. Tako kot njegov negativni dvojnik se antidelec odziva na elektromagnetna polja in ga je mogoče shraniti v zaprtem prostoru z uporabo tehnik zaprtja. Poleg tega lahko kombinira z anti-protoni in anti-nevtroni, da ustvari antiatome in antimolekule.

Pozitroni obstajajo pri nizki gostoti v vesoljskem okolju, zato so nekateri navdušenci celo predlagali metode za nabiranje antimaterije, da bi izkoristili njeno energijo.

Izničenje

Če se pozitron in elektron srečata na poti, se bo to zgodilopojav, kot je uničenje. To pomeni, da se bosta oba delca uničila drug drugega. Pri trčenju pa se v vesolje sprosti določena količina energije, ki sta jo imela in se imenuje gama sevanje. Znak anihilacije je pojav dveh gama kvantov (fotonov), ki se premikata v različnih smereh, da bi ohranili zagon.

Obstaja tudi obraten proces - ko se foton pod določenimi pogoji lahko spet spremeni v par elektron-pozitron.

Da se ta par rodi, mora en gama-kvant preiti skozi neko snov, na primer skozi svinčeno ploščo. V tem primeru kovina absorbira zagon, vendar sprosti dva nasprotno nabita delca v različnih smereh.

Uničenje pozitrona z elektronom
Uničenje pozitrona z elektronom

Obseg uporabe

Ugotovili smo, kaj se zgodi, ko elektron komunicira s pozitronom. Delec se trenutno najbolj uporablja v pozitronski emisijski tomografiji, kjer se bolniku vbrizga majhna količina radioizotopa s kratkim razpolovnim časom, po kratkem čakalnem obdobju pa se radioizotop koncentrira v tkivih, ki nas zanimajo, in se začne lomiti. navzdol, sproščanje pozitronov. Ti delci potujejo več milimetrov, preden trčijo z elektronom in sprostijo gama žarke, ki jih lahko zajame skener. Ta metoda se uporablja za različne diagnostične namene, vključno s preučevanjem možganov in odkrivanjem rakavih celic po telesu.

Pozitronska emisijska tomografija (PET)
Pozitronska emisijska tomografija (PET)

Torej, notriV tem članku smo izvedeli, kaj je pozitron, kdaj in kdo ga je odkril, njegovo interakcijo z elektroni, pa tudi področje, na katerem je znanje o njem uporabno.

Priporočena: