Thế giới của người cổ đại rất đơn giản, dễ hiểu và bao gồm bốn nguyên tố: nước, đất, lửa và không khí (theo cách hiểu hiện đại của chúng ta, những chất này tương ứng với: lỏng, rắn, khí và plasma). Các nhà triết học Hy Lạp đã đi xa hơn nhiều và phát hiện ra rằng tất cả vật chất được chia thành các hạt nhỏ nhất - nguyên tử (từ tiếng Hy Lạp là "không thể phân chia"). Nhờ những thế hệ tiếp theo, chúng ta có thể biết được rằng không gian xung quanh phức tạp hơn nhiều so với những gì chúng ta tưởng tượng lúc ban đầu. Trong bài viết này, chúng ta sẽ nói về positron là gì và các đặc tính tuyệt vời của nó.
Khám phá về positron
Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng nguyên tử (hạt được cho là toàn bộ và không thể phân chia này) bao gồm các electron (nguyên tố mang điện tích âm), proton và neutron. Kể từ khi các nhà vật lý hạt nhân học được cách tăng tốc các hạt trong các khoang đặc biệt, họ đã tìm thấy hơn 200 loại hạt khác nhau tồn tại trong không gian.
Vậy positron là gì? Năm 1931, sự xuất hiện của nó đã được nhà vật lý người Pháp Paul Dirac dự đoán về mặt lý thuyết. Trong quá trình giải quyết vấn đề tương đối tính, ông đã đưa ra kết luận rằng, ngoài electron, chính xác phải tồn tại trong tự nhiêncùng một hạt có khối lượng giống hệt nhau, nhưng chỉ mang điện tích dương. Sau này nó được gọi là "positron".
Nó có điện tích (+1), trái ngược với (-1) cho một electron và có khối lượng tương tự khoảng 9, 103826 × 10-31kg.
Bất kể nguồn nào, positron sẽ luôn có xu hướng "kết hợp" với bất kỳ electron nào gần đó.
Sự khác biệt duy nhất giữa chúng là điện tích và sự hiện diện trong Vũ trụ, thấp hơn nhiều so với electron. Là phản vật chất, một hạt tiếp xúc với vật chất thông thường sẽ phát nổ với năng lượng thuần túy.
Sau khi tìm ra positron, các nhà khoa học đã tiến xa hơn trong các thí nghiệm của họ, cho phép các tia vũ trụ đi qua một buồng mây, được che chắn bằng chì và được lắp đặt trong từ trường. Ở đó, các cặp electron-positron có thể được quan sát thấy, đôi khi được tạo ra, và sau khi xuất hiện, chúng tiếp tục di chuyển theo các hướng ngược nhau trong từ trường.
Bây giờ tôi đã hiểu positron là gì. Giống như đối âm của nó, phản hạt phản ứng với các trường điện từ và có thể được lưu trữ trong một không gian hạn chế bằng cách sử dụng các kỹ thuật giam giữ. Ngoài ra, cô ấy có thể kết hợp với phản proton và phản neutron để tạo ra phản nguyên tử và phản phân tử.
Positron tồn tại ở mật độ thấp trong môi trường không gian, vì vậy, một số người đam mê đã đề xuất phương pháp thu hoạch phản vật chất để khai thác năng lượng của nó.
Annihilation
Nếu một positron và một electron gặp nhau trên đường đi, thì điều này sẽ xảy rahiện tượng giống như sự hủy diệt. Tức là cả hai hạt sẽ phá hủy lẫn nhau. Tuy nhiên, khi chúng va chạm, một lượng năng lượng nhất định được giải phóng vào không gian, mà chúng có và được gọi là bức xạ gamma. Dấu hiệu của sự hủy diệt là sự xuất hiện của hai lượng tử gamma (photon) di chuyển theo các hướng khác nhau để duy trì động lượng.
Ngoài ra còn có một quá trình ngược lại - khi một photon trong một số điều kiện nhất định lại có thể chuyển thành một cặp electron-positron.
Để cặp này được sinh ra, một lượng tử gamma phải đi qua một số chất, ví dụ, qua một tấm chì. Trong trường hợp này, kim loại hấp thụ xung lượng, nhưng giải phóng hai hạt mang điện trái dấu theo các hướng khác nhau.
Phạm vi áp dụng
Chúng tôi đã tìm ra điều gì sẽ xảy ra khi một điện tử tương tác với một positron. Hạt này hiện đang được sử dụng rộng rãi nhất trong chụp cắt lớp phát xạ positron, trong đó một lượng nhỏ đồng vị phóng xạ có thời gian bán hủy ngắn được tiêm vào bệnh nhân, và sau một thời gian chờ đợi ngắn, đồng vị phóng xạ tập trung trong các mô quan tâm và bắt đầu vỡ. xuống, giải phóng positron. Những hạt này di chuyển vài mm trước khi va chạm với một điện tử và giải phóng tia gamma mà máy quét có thể thu được. Phương pháp này được sử dụng cho các mục đích chẩn đoán khác nhau, bao gồm nghiên cứu não và phát hiện các tế bào ung thư trên khắp cơ thể.
Vì vậy, trongTrong bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu về positron là gì, nó được phát hiện khi nào và bởi ai, sự tương tác của nó với các electron, cũng như lĩnh vực mà kiến thức về nó được sử dụng trong thực tế.
