Svet starovekých ľudí bol jednoduchý, zrozumiteľný a pozostával zo štyroch prvkov: vody, zeme, ohňa a vzduchu (v našom modernom chápaní tieto látky zodpovedajú: kvapaline, tuhej, plynnej fáze a plazme). Grécki filozofi zašli oveľa ďalej a zistili, že všetka hmota je rozdelená na najmenšie častice – atómy (z gréckeho „nedeliteľné“). Vďaka ďalším generáciám bolo možné spoznať, že okolitý priestor je oveľa zložitejší, ako sme si na začiatku predstavovali. V tomto článku si povieme, čo je pozitrón a aké má úžasné vlastnosti.
Objavenie pozitrónu
Vedci zistili, že atóm (táto údajne celá a nedeliteľná častica) pozostáva z elektrónov (záporne nabitých prvkov), protónov a neutrónov. Odkedy sa jadroví fyzici naučili urýchľovať častice v špeciálnych komorách, našli už viac ako 200 rôznych druhov z nich, ktoré existujú vo vesmíre.
Čo je teda pozitrón? V roku 1931 jeho podobu teoreticky predpovedal francúzsky fyzik Paul Dirac. V priebehu riešenia relativistického problému dospel k záveru, že okrem elektrónu musí v prírode existovať práverovnaká častica s rovnakou hmotnosťou, ale iba s kladným nábojom. Neskôr bol nazvaný „pozitrón“.
Má náboj (+1), na rozdiel od (-1) pre elektrón a podobnú hmotnosť približne 9, 103826 × 10-31 kg.
Bez ohľadu na zdroj má pozitrón vždy tendenciu „spájať sa“s akýmkoľvek blízkym elektrónom.
Jediné rozdiely medzi nimi sú náboj a prítomnosť vo vesmíre, ktorá je oveľa nižšia ako u elektrónu. Keďže ide o antihmotu, častica, ktorá prichádza do kontaktu s bežnou hmotou, exploduje čistou energiou.
Po zistení, čo je pozitrón, zašli vedci vo svojich experimentoch ďalej a umožnili kozmickému žiareniu prechádzať cez oblakovú komoru, tienenú olovom a inštalovanú v magnetickom poli. Tam bolo možné pozorovať páry elektrón-pozitrón, ktoré sa niekedy vytvorili a po objavení sa pokračovali v pohybe v opačných smeroch v rámci magnetického poľa.
Teraz už chápem, čo je pozitrón. Rovnako ako jej negatívny náprotivok, antičastica reaguje na elektromagnetické polia a môže byť uložená v obmedzenom priestore pomocou techník zadržiavania. Okrem toho sa môže kombinovať s anti-protónmi a anti-neutrónmi a vytvárať anti-atómy a anti-molekuly.
Pozitróny existujú vo vesmírnom prostredí s nízkou hustotou, takže niektorí nadšenci dokonca navrhli metódy na zber antihmoty na využitie jej energie.
Anihilácia
Ak sa na ceste stretnú pozitrón a elektrón, stane sa tofenomén ako zničenie. To znamená, že obe častice sa navzájom zničia. Pri ich zrážke sa však do priestoru uvoľní určité množstvo energie, ktorú mali a nazýva sa gama žiarenie. Znakom anihilácie je objavenie sa dvoch gama kvánt (fotónov), ktoré sa pohybujú rôznymi smermi, aby si udržali hybnosť.
Existuje aj opačný proces – keď sa fotón za určitých podmienok môže opäť zmeniť na elektrón-pozitrónový pár.
Aby sa tento pár zrodil, musí jedno gama-kvantum prejsť nejakou látkou, napríklad cez olovenú dosku. V tomto prípade kov absorbuje hybnosť, ale uvoľňuje dve opačne nabité častice v rôznych smeroch.
Rozsah aplikácie
Zistili sme, čo sa stane, keď elektrón interaguje s pozitrónom. Častica sa v súčasnosti najviac používa v pozitrónovej emisnej tomografii, kde sa pacientovi vstrekne malé množstvo rádioizotopu s krátkym polčasom rozpadu a po krátkej čakacej dobe sa rádioizotop koncentruje v tkanivách záujmu a začne sa lámať dole, čím sa uvoľnia pozitróny. Tieto častice sa pohybujú niekoľko milimetrov, kým sa zrazia s elektrónom a uvoľnia gama lúče, ktoré dokáže skener zachytiť. Táto metóda sa používa na rôzne diagnostické účely vrátane štúdia mozgu a detekcie rakovinových buniek v celom tele.
Takže do tohoV tomto článku sme sa dozvedeli o tom, čo je pozitrón, kedy a kým bol objavený, o jeho interakcii s elektrónmi, ako aj o oblasti, v ktorej sú poznatky o ňom praktické.
