Què és un positró i la seva aniquilació amb un electró

Taula de continguts:

Què és un positró i la seva aniquilació amb un electró
Què és un positró i la seva aniquilació amb un electró
Anonim

El món de la gent antiga era senzill, comprensible i constava de quatre elements: aigua, terra, foc i aire (en la nostra comprensió moderna, aquestes substàncies corresponen a: líquid, sòlid, estat gasós i plasma). Els filòsofs grecs van anar molt més enllà i van descobrir que tota la matèria es divideix en les partícules més petites: àtoms (del grec "indivisible"). Gràcies a les generacions posteriors, es va poder aprendre que l'espai que l'envolta és molt més complex del que ens imaginàvem al principi. En aquest article, parlarem sobre què és un positró i les seves increïbles propietats.

Descobriment del positró

Els científics han descobert que l'àtom (aquesta partícula suposadament sencera i indivisible) està format per electrons (elements carregats negativament), protons i neutrons. Des que els físics nuclears van aprendre a accelerar partícules en cambres especials, ja n'han trobat més de 200 varietats diferents que existeixen a l'espai.

Aleshores, què és un positró? El 1931, la seva aparició va ser predita teòricament pel físic francès Paul Dirac. En el transcurs de la resolució del problema relativista, va arribar a la conclusió que, a més de l'electró, hi ha d'existir exactament a la natura.la mateixa partícula amb la mateixa massa, però només amb una càrrega positiva. Més tard es va anomenar "positró".

Té una càrrega (+1), en contrast amb (-1) per a un electró i una massa similar d'uns 9, 103826 × 10-31 kg.

Independentment de la font, un positró sempre tendirà a "combinar-se" amb qualsevol electró proper.

Les úniques diferències entre ells són la càrrega i la presència a l'Univers, que és molt inferior a la d'un electró. En ser antimatèria, una partícula que entra en contacte amb la matèria ordinària explota amb energia pura.

Un cop descobert què és un positró, els científics van anar més enllà en els seus experiments, permetent que els raigs còsmics travessin una cambra de núvols, protegits amb plom i instal·lats en un camp magnètic. Allà es van poder observar parells electró-positró, que de vegades es van crear, i després de l'aparició van continuar movent-se en direccions oposades dins del camp magnètic.

cambra de núvols
cambra de núvols

Ara entenc què és un positró. Com la seva contrapart negativa, l'antipartícula respon als camps electromagnètics i es pot emmagatzemar en un espai confinat mitjançant tècniques de confinament. A més, pot combinar-se amb antiprotons i antineutrons per crear antiàtoms i antimolècules.

Els positrons existeixen a baixes densitats a tot l'entorn espacial, de manera que alguns entusiastes fins i tot han proposat mètodes per collir antimatèria per aprofitar la seva energia.

Aniquilació

Si un positró i un electró es troben pel camí, això passaràfenomen com l'aniquilació. És a dir, ambdues partícules es destruiran mútuament. Tanmateix, quan xoquen, s'allibera una certa quantitat d'energia a l'espai, que tenien i s'anomena radiació gamma. Un signe d'aniquilació és l'aparició de dos quants gamma (fotons) que es mouen en diferents direccions per mantenir l'impuls.

També hi ha un procés invers: quan un fotó en determinades condicions es pot tornar a convertir en un parell electró-positró.

Per tal que aquesta parella neixi, un gamma-quàntic ha de passar per alguna substància, per exemple, a través d'una placa de plom. En aquest cas, el metall absorbeix l'impuls, però allibera dues partícules de càrrega oposada en direccions diferents.

Aniquilació d'un positró amb un electró
Aniquilació d'un positró amb un electró

Àmbit d'aplicació

Vam descobrir què passa quan un electró interacciona amb un positró. Actualment, la partícula s'utilitza més en la tomografia per emissió de positrons, on s'injecta una petita quantitat d'un radioisòtop amb una vida mitjana curta a un pacient i, després d'un curt període d'espera, el radioisòtop es concentra als teixits d'interès i comença a trencar-se. cap avall, alliberant positrons. Aquestes partícules viatgen diversos mil·límetres abans de xocar amb un electró i alliberar raigs gamma que poden ser capturats per l'escàner. Aquest mètode s'utilitza per a diversos propòsits de diagnòstic, com ara estudiar el cervell i detectar cèl·lules canceroses a tot el cos.

Tomografia per emissió de positrons (PET)
Tomografia per emissió de positrons (PET)

Així, aEn aquest article hem après què és un positró, quan i per qui va ser descobert, la seva interacció amb els electrons, així com l'àrea en què el coneixement sobre ell és d'ús pràctic.

Recomanat: