עולם האנשים הקדמונים היה פשוט, מובן והורכב מארבעה יסודות: מים, אדמה, אש ואוויר (בהבנתנו המודרנית, חומרים אלו מתאימים: נוזל, מוצק, מצב גזי ופלזמה). פילוסופים יוונים הרחיקו לכת הרבה יותר וגילו שכל החומר מחולק לחלקיקים הקטנים ביותר - אטומים (מהיוונית "בלתי ניתן לחלוקה"). הודות לדורות הבאים, ניתן היה ללמוד שהמרחב שמסביב מורכב הרבה יותר ממה שדמיינו בהתחלה. במאמר זה נדבר על מהו פוזיטרון והתכונות המדהימות שלו.
גילוי הפוזיטרון
מדענים גילו שהאטום (החלקיק השלם והבלתי ניתן לחלוקה הזה לכאורה) מורכב מאלקטרונים (יסודות בעלי מטען שלילי), פרוטונים ונויטרונים. מאז שפיזיקאים גרעיניים למדו כיצד להאיץ חלקיקים בחדרים מיוחדים, הם כבר מצאו יותר מ-200 זנים שונים שלהם הקיימים בחלל.
אז מה זה פוזיטרון? בשנת 1931, הופעתו נחזה תיאורטית על ידי הפיזיקאי הצרפתי פול דיראק. במהלך פתרון הבעיה הרלטיביסטית, הוא הגיע למסקנה שבנוסף לאלקטרון, חייב להתקיים בטבע בדיוקאותו חלקיק בעל מסה זהה, אך רק עם מטען חיובי. מאוחר יותר הוא נקרא "הפוזיטרון".
יש לו מטען (+1), בניגוד ל-(-1) עבור אלקטרון ומסה דומה של כ-9, 103826 × 10-31 kg.
ללא קשר למקור, פוזיטרון תמיד נוטה "לשלב" עם כל אלקטרון קרוב.
ההבדלים היחידים ביניהם הם המטען והנוכחות ביקום, הנמוכים בהרבה מזו של אלקטרון. בהיותו אנטי-חומר, חלקיק שבא במגע עם חומר רגיל מתפוצץ באנרגיה טהורה.
לאחר שגילו מהו פוזיטרון, המדענים הלכו רחוק יותר בניסויים שלהם, ואפשרו לקרניים קוסמיות לעבור דרך תא ענן, מסוככים בעופרת ומותקנות בשדה מגנטי. שם ניתן היה להבחין בזוגות אלקטרונים-פוזיטרון, שנוצרו לעתים, ולאחר ההופעה המשיכו לנוע בכיוונים מנוגדים בתוך השדה המגנטי.
עכשיו אני מבין מה זה פוזיטרון. כמו מקבילו השלילי, האנטי-חלקיק מגיב לשדות אלקטרומגנטיים וניתן לאחסן אותו בחלל מצומצם באמצעות טכניקות כליאה. בנוסף, היא יכולה לשלב עם אנטי-פרוטונים ואנטי-נייטרונים כדי ליצור אנטי-אטומים ואנטי-מולקולות.
פוזיטרונים קיימים בצפיפות נמוכה בכל סביבת החלל, כך שאפילו הוצעו שיטות על ידי כמה חובבים לקצור אנטי-חומר כדי לרתום את האנרגיה שלו.
השמדה
אם פוזיטרון ואלקטרון יפגשו זה את זה בדרך, אז זה יקרהתופעה כמו השמדה. כלומר, שני החלקיקים ישמידו זה את זה. אולם כאשר הם מתנגשים משתחררת לחלל כמות מסוימת של אנרגיה, שהייתה להם ונקראת קרינת גמא. סימן להשמדה הוא הופעת שני קוונטות גמא (פוטונים) הנעות בכיוונים שונים על מנת לשמור על המומנטום.
יש גם תהליך הפוך - כאשר פוטון בתנאים מסוימים יכול להפוך שוב לזוג אלקטרוני-פוזיטרון.
כדי שהזוג הזה יוולד, גמא-קוונטי אחד חייב לעבור דרך חומר כלשהו, למשל, דרך צלחת עופרת. במקרה זה, המתכת סופגת את המומנטום, אך משחררת שני חלקיקים בעלי מטען הפוך לכיוונים שונים.
היקף היישום
גילינו מה קורה כאשר אלקטרון יוצר אינטראקציה עם פוזיטרון. כיום, החלקיק נמצא בשימוש נרחב ביותר בטומוגרפיה פליטת פוזיטרונים, שם מוזרקת לחולה כמות קטנה של רדיואיזוטופ עם זמן מחצית חיים קצר, ולאחר תקופת המתנה קצרה, הרדיואיזוטופ מתרכז ברקמות המעניינות ומתחיל להישבר. למטה, משחרר פוזיטרונים. חלקיקים אלו עוברים מספר מילימטרים לפני שהם מתנגשים באלקטרון ומשחררים קרני גמא שניתן ללכוד על ידי הסורק. שיטה זו משמשת למטרות אבחון שונות, כולל חקר המוח ואיתור תאים סרטניים בכל הגוף.
אז, פנימהבמאמר זה למדנו על מהו פוזיטרון, מתי ועל ידי מי הוא התגלה, על האינטראקציה שלו עם אלקטרונים, וכן על האזור בו יש שימוש מעשי בידע אודותיו.
