Klassifisering | Antilepton |
---|---|
Sammensetning | elementær |
Familie | Fermion |
Masse |
510,998 918 (44) keV / c² (9,109 382 6 (16) × 10-31 kg ) |
---|---|
Elektrisk ladning | +1.60217653 (14) × 10 -19 C |
Fargelading | 0 |
Snurre rundt | ½ |
Livstid | ustabil |
I partikkel-fysikk , den positron eller positron (Anglisisme), også kalt anti-elektron per konvensjon, er den anti finnes i XX th tallet forbundet med elektron , er det det første å ha vært. Positronen har en elektrisk ladning på +1 elementærladning (mot -1 for elektronet), samme spinn og samme masse som elektronet. Det er notert0
+1e eller e + eller β + .
Teoriseringen av denne partikkelen ble til ved å skrive av Paul Dirac i 1928 av en relativistisk ligning som beskriver elektronet. Denne ligningen, nå kalt Diracs ligning , innrømmer resultater, hvorav en del tilsvarer elektronet, mens en annen, motsatt, på det tidspunktet ikke syntes å ha umiddelbar betydning. I 1929 foreslo Dirac muligheten for at denne delen er beskrivelsen av protoner, som derfor ville være elektronens omvendte partikler. Dette forsøket på en forklaring ble raskt forlatt, og i 1931 foreslo Dirac å vurdere eksistensen av en ny partikkel, et "anti-elektron" av samme masse som elektronet, men med motsatt ladning.
I 1932 Carl David Anderson kunngjorde resultatene av sin forskning på kosmisk stråling : hans fotografier tatt i en sky kammer viste mange elektroner, samt noen spor som syntes å tilsvare partikler nær elektroner, men med motsatt ladning.. Laboratorieeksperimenter gjorde det mulig å oppdage disse positronene.
I 1933 avklarte Jean Thibaud de fysiske egenskapene til positronen. Han måler ladningen og han klarer for første gang å observere utslettelsen av positronen, med produksjon av høgenergifotoner , ved hjelp av trochoidteknikken .
I vakuum er positronen en stabil partikkel. Men mens den passerer gjennom materie, når en lavenergi positron kolliderer med en lavenergi-elektron, de to utslette hverandre, det vil si deres masse omdannes til energi i form av to gamma- fotoner .
En positron kan være forfallsproduktet til en radioaktiv kjerne . Dette er da et β + forfall .
En positron kan opprettes når et foton med energi større enn 1,022 MeV samvirker med en atomkjerne (2- m e c 2 = 2 x 0,511 MeV , hvor m e er massen av en elektron og c la lysets hastighet ). Denne prosessen kalles parproduksjon (se gammastråle ) fordi to partikler (positron og elektron) skapes av fotonens energi. De første positronene ble observert ved denne prosessen når kosmiske gammastråler trenger inn i atmosfæren. Vi oppdaget (i 2009) positroner som sendes ut rundt et fly i nærvær av lyn i tordenvær .
Positroner kan produseres i løpet av p + svekninger (for eksempel i løpet av henfall av 13 N eller 22 Na ) eller ved opprettelse av elektron-positron -par som et resultat av et samspill mellom en høy energi foton og en atomkjerne . Det er da mulig å bremse disse positronene ved hjelp av en moderator: en enkelt krystall av kobber eller wolfram eller fast neon . Den solide neonmoderatoren er spesielt effektiv for positroner fra 22 Na. Når positronene er moderert, kan de lagres i en Penning-felle .
Positron-emisjonstomografi er en medisinsk bildebehandlingsteknikk som innebærer å få pasienten til å absorbere eller injisere et radiofarmasøytisk legemiddel eller et radiosporingsmiddel hvis radioaktive isotop er en emitter av β + -stråling , det vil si en emitter av positroner. Disse positronene blir umiddelbart utslettet, så snart de møter elektronene i det omkringliggende vevet, i to gammafotoner . Deteksjonen av disse fotonene gjør det mulig å finne stedet for utslipp og konsentrasjonen av sporstoffet på hvert punkt i organene.
En elektron-positron kollider er en partikkelakselerator som samtidig akselererer to stråler av partikler i motsatte retninger, en av elektroner og den andre av positroner, for å få dem til å kollidere frontalt. Under disse høyenergikollisjonene tilintetgjøres elektroner og positroner (fordi den ene er antipartikler til en annen), som frigjør energi som er i stand til å skape "nye" partikler.