Clasificare | Antilepton |
---|---|
Compoziţie | elementar |
Familie | Fermion |
Masa |
510.998 918 (44) keV / c² (9.109 382 6 (16) × 10 -31 kg ) |
---|---|
Sarcină electrică | +1.60217653 (14) × 10 -19 C |
Încărcare de culoare | 0 |
A învârti | ½ |
Durata de viață | instabil |
In fizica particulelor , The pozitroni sau pozitroni (anglicism), numit anti-electron prin convenție, este antiparticula găsit în XX - lea secol asociat cu electron , este primul care a fost. Pozitronul are o sarcină electrică de +1 sarcină elementară (față de -1 pentru electron), aceeași rotire și aceeași masă ca electronul. Este notat0
+1e sau e + sau β + .
Teorizarea acestei particule a fost adusă de scrierea lui Paul Dirac , în 1928, a unei ecuații relativiste care descrie electronul. Această ecuație, numită acum ecuația lui Dirac , admite rezultate, din care o parte corespunde electronului, în timp ce alta, inversă, nu părea, la momentul respectiv, să aibă sens imediat. În 1929, Dirac a propus posibilitatea ca această parte să fie descrierea protonilor, care ar fi, prin urmare, particulele inverse ale electronilor. Această încercare de explicație a fost rapid abandonată și, în 1931, Dirac a propus să ia în considerare existența unei noi particule, un „anti-electron” de aceeași masă ca electronul, dar cu sarcină opusă.
În 1932, Carl David Anderson a anunțat rezultatele cercetărilor sale asupra razelor cosmice : fotografiile sale făcute într-o cameră cu nori au arătat mulți electroni, precum și câteva urme care păreau să corespundă particulelor apropiate de electroni, dar cu sarcina opusă. Experimentele de laborator au făcut posibilă descoperirea acestor pozitroni.
În 1933, Jean Thibaud a clarificat caracteristicile fizice ale pozitronului. Măsoară sarcina și reușește să observe pentru prima dată anihilarea pozitronului, cu producerea de fotoni cu energie ridicată, folosind tehnica trohoidă .
În vid, pozitronul este o particulă stabilă. Dar, în timp ce trece prin materie, când un pozitron cu energie scăzută se ciocnește cu un electron cu energie scăzută, cei doi se anihilează reciproc, adică masa lor este convertită în energie sub forma a doi fotoni gamma .
Un pozitron poate fi produsul de descompunere al unui nucleu radioactiv . Este apoi o decadere β + .
Un pozitron poate fi creat atunci când un foton de energie mai mare decât 1,022 MeV interacționează cu un nucleu atomic (2 m e c 2 = 2 x 0,511 MeV , unde m e este masa unui electron și c la viteza luminii ). Acest proces se numește producție de perechi (a se vedea raza Gamma ) deoarece două particule (pozitron și electron) sunt create de energia fotonului. Primii pozitroni au fost observați prin acest proces atunci când razele gamma cosmice pătrund în atmosferă. Am detectat apoi (în 2009) pozitroni emiși în jurul unui avion în prezența unui fulger într-o furtună .
Pozitronii pot fi produși în timpul dezintegrărilor β + (de exemplu în timpul dezintegrărilor de 13 N sau 22 Na ) sau prin crearea de perechi electron-pozitron ca urmare a unei interacțiuni între un foton de mare energie și un nucleu atomic . Apoi este posibil să încetiniți aceste pozitroni folosind un moderator: un singur cristal de cupru sau tungsten sau neon solid. Moderatorul de neon solid este deosebit de eficient pentru pozitroni de la 22 Na. Când pozitronii au fost moderați, pot fi depozitați într-o capcană Penning .
Tomografia cu emisie de pozitroni este o tehnică de imagistică medicală care presupune ca pacientul să absoarbă sau să injecteze un medicament radiofarmaceutic sau un radiotrasor al cărui izotop radioactiv este un emițător de radiații β + , adică un emițător de pozitroni. Acești pozitroni sunt anihilați imediat, de îndată ce întâlnesc electronii țesuturilor înconjurătoare, în doi fotoni gamma . Detectarea acestor fotoni face posibilă localizarea locului de emisie și a concentrației trasorului în fiecare punct al organelor.
Un colizor electroni-pozitroni este un accelerator de particule care accelerează simultan două fascicule de particule în direcții opuse, una de electroni și cealaltă de pozitroni, pentru a le face să se ciocnească frontal. În timpul acestor coliziuni cu energie ridicată, electronii și pozitronii se anihilează reciproc (deoarece unul este antiparticulele celuilalt), care eliberează o energie capabilă să creeze particule „noi”.