Ο κόσμος των αρχαίων ανθρώπων ήταν απλός, κατανοητός και αποτελούνταν από τέσσερα στοιχεία: νερό, γη, φωτιά και αέρας (στη σύγχρονη αντίληψή μας, αυτές οι ουσίες αντιστοιχούν σε: υγρή, στερεή, αέρια κατάσταση και πλάσμα). Οι Έλληνες φιλόσοφοι προχώρησαν πολύ πιο μακριά και ανακάλυψαν ότι όλη η ύλη χωρίζεται στα μικρότερα σωματίδια - άτομα (από το ελληνικό «αδιαίρετο»). Χάρη στις επόμενες γενιές, ήταν δυνατό να μάθουμε ότι ο περιβάλλον χώρος είναι πολύ πιο περίπλοκος από ό,τι φανταζόμασταν στην αρχή. Σε αυτό το άρθρο, θα μιλήσουμε για το τι είναι το ποζιτρόνιο και τις εκπληκτικές του ιδιότητες.
Ανακάλυψη του ποζιτρονίου
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι το άτομο (αυτό το υποτιθέμενο ολόκληρο και αδιαίρετο σωματίδιο) αποτελείται από ηλεκτρόνια (αρνητικά φορτισμένα στοιχεία), πρωτόνια και νετρόνια. Από τότε που οι πυρηνικοί φυσικοί έμαθαν πώς να επιταχύνουν τα σωματίδια σε ειδικούς θαλάμους, έχουν ήδη βρει περισσότερες από 200 διαφορετικές ποικιλίες τους που υπάρχουν στο διάστημα.
Τι είναι λοιπόν ένα ποζιτρόνιο; Το 1931, η εμφάνισή του προβλέφθηκε θεωρητικά από τον Γάλλο φυσικό Paul Dirac. Κατά τη διάρκεια της επίλυσης του σχετικιστικού προβλήματος, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι, εκτός από το ηλεκτρόνιο, πρέπει να υπάρχει στη φύση ακριβώςτο ίδιο σωματίδιο με ίδια μάζα, αλλά μόνο με θετικό φορτίο. Αργότερα ονομάστηκε «ποζιτρόνιο».
Έχει φορτίο (+1), σε αντίθεση με το (-1) για ένα ηλεκτρόνιο και παρόμοια μάζα περίπου 9, 103826 × 10-31 kg.
Ανεξάρτητα από την πηγή, ένα ποζιτρόνιο θα τείνει πάντα να "συνδυάζεται" με οποιοδήποτε κοντινό ηλεκτρόνιο.
Οι μόνες διαφορές μεταξύ τους είναι το φορτίο και η παρουσία στο Σύμπαν, η οποία είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή ενός ηλεκτρονίου. Όντας αντιύλη, ένα σωματίδιο που έρχεται σε επαφή με τη συνηθισμένη ύλη εκρήγνυται με καθαρή ενέργεια.
Έχοντας ανακαλύψει τι είναι το ποζιτρόνιο, οι επιστήμονες προχώρησαν περαιτέρω στα πειράματά τους, επιτρέποντας στις κοσμικές ακτίνες να περάσουν μέσα από έναν θάλαμο σύννεφων, θωρακισμένο με μόλυβδο και εγκατεστημένο σε μαγνητικό πεδίο. Εκεί, μπορούσαν να παρατηρηθούν ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων, τα οποία μερικές φορές δημιουργήθηκαν και μετά την εμφάνιση συνέχισαν να κινούνται προς αντίθετες κατευθύνσεις εντός του μαγνητικού πεδίου.
Τώρα καταλαβαίνω τι είναι το ποζιτρόνιο. Όπως το αρνητικό αντίστοιχό του, το αντισωματίδιο ανταποκρίνεται στα ηλεκτρομαγνητικά πεδία και μπορεί να αποθηκευτεί σε περιορισμένο χώρο χρησιμοποιώντας τεχνικές περιορισμού. Επιπλέον, μπορεί να συνδυαστεί με αντι-πρωτόνια και αντι-νετρόνια για να δημιουργήσει αντι-άτομα και αντι-μόρια.
Τα ποζιτρόνια υπάρχουν σε χαμηλές πυκνότητες σε όλο το διαστημικό περιβάλλον, επομένως έχουν προταθεί ακόμη και μέθοδοι από ορισμένους λάτρεις για τη συλλογή αντιύλης για την αξιοποίηση της ενέργειάς της.
Αφανισμός
Αν ένα ποζιτρόνιο και ένα ηλεκτρόνιο συναντηθούν στο δρόμο, τότε αυτό θα συμβείφαινόμενο σαν τον αφανισμό. Δηλαδή και τα δύο σωματίδια θα καταστρέψουν το ένα το άλλο. Ωστόσο, όταν συγκρούονται, μια ορισμένη ποσότητα ενέργειας απελευθερώνεται στο διάστημα, την οποία είχαν και ονομάζεται ακτινοβολία γάμμα. Σημάδι εκμηδένισης είναι η εμφάνιση δύο γάμμα κβαντών (φωτόνια) που κινούνται προς διαφορετικές κατευθύνσεις προκειμένου να διατηρηθεί η ορμή.
Υπάρχει επίσης μια αντίστροφη διαδικασία - όταν ένα φωτόνιο υπό ορισμένες συνθήκες μπορεί και πάλι να μετατραπεί σε ζεύγος ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων.
Για να γεννηθεί αυτό το ζεύγος, ένα γάμμα-κβάντο πρέπει να περάσει μέσα από κάποια ουσία, για παράδειγμα, μέσα από μια πλάκα μολύβδου. Σε αυτήν την περίπτωση, το μέταλλο απορροφά την ορμή, αλλά απελευθερώνει δύο αντίθετα φορτισμένα σωματίδια σε διαφορετικές κατευθύνσεις.
Πεδίο εφαρμογής
Ανακαλύψαμε τι συμβαίνει όταν ένα ηλεκτρόνιο αλληλεπιδρά με ένα ποζιτρόνιο. Το σωματίδιο χρησιμοποιείται επί του παρόντος πιο ευρέως στην τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων, όπου μια μικρή ποσότητα ραδιοϊσοτόπου με σύντομο χρόνο ημιζωής εγχέεται σε έναν ασθενή και μετά από μια σύντομη περίοδο αναμονής, το ραδιοϊσότοπο συγκεντρώνεται στους ιστούς που μας ενδιαφέρουν και αρχίζει να σπάει. προς τα κάτω, απελευθερώνοντας ποζιτρόνια. Αυτά τα σωματίδια ταξιδεύουν αρκετά χιλιοστά πριν συγκρουστούν με ένα ηλεκτρόνιο και απελευθερώσουν ακτίνες γάμμα που μπορούν να συλληφθούν από το σαρωτή. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για διάφορους διαγνωστικούς σκοπούς, συμπεριλαμβανομένης της μελέτης του εγκεφάλου και της ανίχνευσης καρκινικών κυττάρων σε όλο το σώμα.
Λοιπόν, μέσαΣε αυτό το άρθρο, μάθαμε τι είναι ένα ποζιτρόνιο, πότε και από ποιον ανακαλύφθηκε, την αλληλεπίδρασή του με τα ηλεκτρόνια, καθώς και την περιοχή στην οποία η γνώση γι' αυτό είναι πρακτική χρήση.
