Il mondo degli antichi era semplice, comprensibile e consisteva di quattro elementi: acqua, terra, fuoco e aria (nella nostra concezione moderna, queste sostanze corrispondono a: stato liquido, solido, gassoso e plasma). I filosofi greci sono andati molto oltre e hanno scoperto che tutta la materia è divisa nelle particelle più piccole: gli atomi (dal greco "indivisibile"). Grazie alle generazioni successive, è stato possibile apprendere che lo spazio circostante è molto più complesso di quanto immaginassimo all'inizio. In questo articolo parleremo di cos'è un positrone e delle sue incredibili proprietà.
Scoperta del positrone
Gli scienziati hanno scoperto che l'atomo (questa particella presumibilmente intera e indivisibile) è costituito da elettroni (elementi a carica negativa), protoni e neutroni. Da quando i fisici nucleari hanno imparato ad accelerare le particelle in camere speciali, hanno già trovato più di 200 diverse varietà che esistono nello spazio.
Quindi cos'è un positrone? Nel 1931, il suo aspetto fu teoricamente previsto dal fisico francese Paul Dirac. Nel corso della risoluzione del problema relativistico giunse alla conclusione che, oltre all'elettrone, in natura deve esistere esattamentela stessa particella con massa identica, ma solo con carica positiva. In seguito fu chiamato "positrone".
Ha una carica (+1), in contrasto con (-1) per un elettrone e una massa simile di circa 9, 103826 × 10-31 kg.
Indipendentemente dalla sorgente, un positrone tenderà sempre a "combinarsi" con qualsiasi elettrone vicino.
Le uniche differenze tra loro sono la carica e la presenza nell'Universo, che è molto inferiore a quella di un elettrone. Essendo antimateria, una particella che entra in contatto con la materia ordinaria esplode di pura energia.
Dopo aver scoperto cos'è un positrone, gli scienziati sono andati oltre nei loro esperimenti, consentendo ai raggi cosmici di passare attraverso una camera a nebbia, schermata con piombo e installata in un campo magnetico. Lì si potevano osservare coppie elettrone-positrone, che a volte venivano create, e dopo l'apparizione continuavano a muoversi in direzioni opposte all'interno del campo magnetico.
Ora ho capito cos'è un positrone. Come la sua controparte negativa, l'antiparticella risponde ai campi elettromagnetici e può essere immagazzinata in uno spazio ristretto utilizzando tecniche di confinamento. Inoltre, può combinarsi con anti-protoni e antineutroni per creare anti-atomi e anti-molecole.
I positroni esistono a bassa densità in tutto l'ambiente spaziale, quindi alcuni appassionati hanno persino proposto metodi per raccogliere l'antimateria per sfruttarne l'energia.
Annientamento
Se un positrone e un elettrone si incontrano lungo la strada, allora questo accadràfenomeno come l'annientamento. Cioè, entrambe le particelle si distruggeranno a vicenda. Tuttavia, quando si scontrano, una certa quantità di energia viene rilasciata nello spazio, che avevano ed è chiamata radiazione gamma. Un segno di annientamento è la comparsa di due quanti gamma (fotoni) che si muovono in direzioni diverse per mantenere la quantità di moto.
C'è anche un processo inverso: quando un fotone in determinate condizioni può nuovamente trasformarsi in una coppia elettrone-positrone.
Affinché questa coppia possa nascere, un quantico gamma deve passare attraverso una sostanza, ad esempio, attraverso una piastra di piombo. In questo caso, il metallo assorbe la quantità di moto, ma rilascia due particelle di carica opposta in direzioni diverse.
Ambito di applicazione
Abbiamo scoperto cosa succede quando un elettrone interagisce con un positrone. La particella è attualmente più utilizzata nella tomografia a emissione di positroni, dove una piccola quantità di un radioisotopo con una breve emivita viene iniettata in un paziente e, dopo un breve periodo di attesa, il radioisotopo si concentra nei tessuti di interesse e inizia a rompersi verso il basso, rilasciando positroni. Queste particelle viaggiano per diversi millimetri prima di entrare in collisione con un elettrone e rilasciare raggi gamma che possono essere catturati dallo scanner. Questo metodo viene utilizzato per vari scopi diagnostici, incluso lo studio del cervello e il rilevamento delle cellule tumorali in tutto il corpo.
Quindi, dentroIn questo articolo, abbiamo appreso cos'è un positrone, quando e da chi è stato scoperto, la sua interazione con gli elettroni, nonché l'area in cui la conoscenza su di esso è di utilità pratica.
