Seno cilvēku pasaule bija vienkārša, saprotama un sastāvēja no četriem elementiem: ūdens, zemes, uguns un gaisa (mūsu mūsdienu izpratnē šīs vielas atbilst: šķidram, cietam, gāzveida stāvoklim un plazmai). Grieķu filozofi gāja daudz tālāk un noskaidroja, ka visa matērija ir sadalīta mazākajās daļiņās - atomos (no grieķu valodas "nedalāms"). Pateicoties nākamajām paaudzēm, bija iespējams uzzināt, ka apkārtējā telpa ir daudz sarežģītāka, nekā mēs sākumā iedomājāmies. Šajā rakstā mēs runāsim par to, kas ir pozitrons un tā pārsteidzošajām īpašībām.
Pozitrona atklāšana
Zinātnieki ir atklājuši, ka atoms (šī it kā veselā un nedalāmā daļiņa) sastāv no elektroniem (negatīvi lādētiem elementiem), protoniem un neitroniem. Kopš kodolfiziķi iemācījās paātrināt daļiņas īpašās kamerās, viņi jau ir atraduši vairāk nekā 200 dažādu veidu, kas pastāv kosmosā.
Kas ir pozitrons? 1931. gadā tā parādīšanos teorētiski paredzēja franču fiziķis Pols Diraks. Relativistiskās problēmas risināšanas gaitā viņš nonāca pie secinājuma, ka papildus elektronam dabā ir jāpastāv tiešiviena un tā pati daļiņa ar identisku masu, bet tikai ar pozitīvu lādiņu. Vēlāk to sauca par "pozitronu".
Tam ir lādiņš (+1), atšķirībā no (-1) elektronam un līdzīga masa ir aptuveni 9, 103826 × 10-31 kg.
Neatkarīgi no avota pozitronam vienmēr ir tendence "apvienoties" ar jebkuru tuvumā esošo elektronu.
Vienīgās atšķirības starp tām ir lādiņš un klātbūtne Visumā, kas ir daudz zemāks nekā elektronam. Tā kā daļiņa ir antimatērija, tā saskaras ar parasto vielu, tā eksplodē ar tīru enerģiju.
Noskaidrojuši, kas ir pozitrons, zinātnieki devās tālāk savos eksperimentos, ļaujot kosmiskajiem stariem iziet cauri mākoņu kamerai, kas ir aizsargāta ar svinu un uzstādīta magnētiskajā laukā. Tur varēja novērot elektronu-pozitronu pārus, kas dažkārt tika izveidoti un pēc parādīšanās turpināja kustēties pretējos virzienos magnētiskā lauka ietvaros.
Tagad es saprotu, kas ir pozitrons. Tāpat kā tās negatīvais ekvivalents, antidaļiņa reaģē uz elektromagnētiskajiem laukiem, un to var uzglabāt ierobežotā telpā, izmantojot ierobežošanas metodes. Turklāt viņa var kombinēt ar antiprotoniem un antineitroniem, lai izveidotu antiatomus un antimolekulas.
Pozitroni visā kosmosa vidē pastāv ar zemu blīvumu, tāpēc daži entuziasti ir pat ierosinājuši metodes antimatērijas ieguvei, lai izmantotu tās enerģiju.
Iznīcināšana
Ja ceļā satiekas pozitrons un elektrons, tad tas notikstāda parādība kā iznīcināšana. Tas ir, abas daļiņas iznīcinās viena otru. Taču, tām saduroties, kosmosā izdalās noteikts enerģijas daudzums, kas tiem bija un tiek saukts par gamma starojumu. Iznīcināšanas pazīme ir divu gamma kvantu (fotonu) parādīšanās, kas kustas dažādos virzienos, lai saglabātu impulsu.
Ir arī apgriezts process – kad fotons noteiktos apstākļos atkal var pārvērsties par elektronu-pozitronu pāri.
Lai šis pāris piedzimtu, vienam gamma kvantam ir jāiziet cauri kādai vielai, piemēram, caur svina plāksni. Šajā gadījumā metāls absorbē impulsu, bet atbrīvo divas pretēji lādētas daļiņas dažādos virzienos.
Lietošanas joma
Mēs noskaidrojām, kas notiek, kad elektrons mijiedarbojas ar pozitronu. Daļiņu šobrīd visplašāk izmanto pozitronu emisijas tomogrāfijā, kur pacientam tiek injicēts neliels daudzums radioizotopa ar īsu pussabrukšanas periodu, un pēc īsa gaidīšanas perioda radioizotops koncentrējas interesējošajos audos un sāk plīst. uz leju, atbrīvojot pozitronus. Šīs daļiņas pārvietojas vairākus milimetrus, pirms saduras ar elektronu un atbrīvo gamma starus, ko var uztvert skeneris. Šo metodi izmanto dažādiem diagnostikas mērķiem, tostarp smadzeņu pētīšanai un vēža šūnu noteikšanai visā organismā.
Tātad, iekšāŠajā rakstā mēs uzzinājām par to, kas ir pozitrons, kad un kas to atklāja, tā mijiedarbību ar elektroniem, kā arī jomu, kurā zināšanas par to var praktiski izmantot.
