Позитрон деген эмне жана анын электрон менен аннигиляциясы

Мазмуну:

Позитрон деген эмне жана анын электрон менен аннигиляциясы
Позитрон деген эмне жана анын электрон менен аннигиляциясы
Anonim

Байыркы адамдардын дүйнөсү жөнөкөй, түшүнүктүү болгон жана төрт элементтен: суу, жер, от жана абадан турган (биздин азыркы түшүнүгүбүздө бул заттар: суюк, катуу, газ абалына жана плазмага туура келет). Грек философтору алда канча ары барышып, бардык материя эң кичинекей бөлүкчөлөргө – атомдорго (грек тилинен «бөлүнгүс») бөлүнөрүн аныкташкан. Кийинки муундардын аркасы менен аны курчап турган мейкиндик башында элестеткенибизден алда канча татаал экенин билүүгө мүмкүн болду. Бул макалада позитрон деген эмне жана анын укмуштуудай касиеттери жөнүндө сүйлөшөбүз.

Позитрондун ачылышы

Окумуштуулар атомдун (бул бүтүн жана бөлүнгүс бөлүкчө) электрондордон (терс заряддуу элементтерден), протондордон жана нейтрондордон тураарын аныкташкан. Ядролук физиктер бөлүкчөлөрдү атайын камераларда кантип тездетүүнү үйрөнүшкөндөн бери, космосто алардын 200дөн ашык ар кандай түрүн табышкан.

Демек, позитрон деген эмне? 1931-жылы анын пайда болушун француз физиги Пол Дирак теориялык жактан алдын ала айткан. Релятивисттик маселени чечүүнүн жүрүшүндө ал жаратылышта электрондон тышкары так болушу керек деген жыйынтыкка келген.бирдей массадагы бир бөлүкчө, бирок оң заряддуу гана. Кийинчерээк ал "позитрон" деп аталып калган.

Ал электрон үчүн (-1) зарядынан (+1) айырмаланып, заряды бар жана окшош массасы болжол менен 9, 103826 × 10-31 кг.

Булагы кандай болбосун, позитрон ар дайым жакын жердеги каалаган электрон менен "бирикүүгө" ыкташат.

Алардын ортосундагы бир гана айырмачылык заряды жана Ааламдагы болушу, ал электрондукунан бир топ төмөн. Кадимки зат менен тийген бөлүкчө антизат болгондуктан, таза энергия менен жарылат.

Позитрон деген эмне экенин билгенден кийин, окумуштуулар космостук нурлардын коргошун менен корголгон жана магнит талаасына орнотулган булут камерасы аркылуу өтүшүнө мүмкүндүк берип, эксперименттерин андан ары улантышты. Ал жерде электрон-позитрон жуптарын байкоого болот, алар кээде түзүлүп, пайда болгондон кийин магнит талаасынын ичинде карама-каршы багытта жылышын улантышкан.

булут камерасы
булут камерасы

Эми мен позитрон эмне экенин түшүндүм. Анын терс кесиптеши сыяктуу, антибөлүкчө электромагниттик талааларга жооп берет жана чектөө ыкмаларын колдонуу менен чектелген мейкиндикте сакталышы мүмкүн. Мындан тышкары, ал антипротондор жана антинейтрондор менен биригип, антиатомдорду жана антимолекулаларды түзө алат.

Позитрондор бүткүл космостук чөйрөдө төмөн тыгыздыкта болот, андыктан кээ бир энтузиасттар анын энергиясын колдонуу үчүн антиматерияны жыйноо ыкмаларын сунуш кылышкан.

Жок кылуу

Эгерде позитрон менен электрон жолдон жолукса, анда бул ишке ашатжок кылуу сыяктуу көрүнүш. Башкача айтканда, эки бөлүкчө бири-бирин жок кылат. Бирок алар кагылышканда, аларда болгон жана гамма нурлануу деп аталуучу белгилүү бир энергия мейкиндикке чыгат. Аннигиляциянын белгиси – импульсту кармап туруу үчүн ар кайсы багытта кыймылдаган эки гамма кванттын (фотондун) пайда болушу.

Ошондой эле тескери процесс бар - белгилүү бир шарттарда фотон кайрадан электрон-позитрон жупуна айланышы мүмкүн.

Бул жуптун төрөлүшү үчүн бир гамма-квант кандайдыр бир заттан, мисалы, коргошун пластинкасынан өтүшү керек. Бул учурда металл импульсту өзүнө сиңирип алат, бирок эки карама-каршы заряддуу бөлүкчөлөрдү ар кандай багытта бөлүп чыгарат.

Позитрондун электрон менен аннигиляциясы
Позитрондун электрон менен аннигиляциясы

Колдонуу чөйрөсү

Электрон позитрон менен аракеттенгенде эмне болорун билдик. Учурда бөлүкчө позитрондук-эмиссиялык томографияда кеңири колдонулат, мында пациентке жарым ажыроо мезгили кыска болгон радиоизотоптун аз өлчөмдөгү инъекциясы киргизилет жана кыска күтүү мезгилинен кийин радиоизотоп кызыккан ткандарда концентрацияланып, бузула баштайт. түшүп, позитрондорду бөлүп чыгарат. Бул бөлүкчөлөр электрон менен кагылышып, сканер тартып ала турган гамма нурларын бөлүп чыгарар алдында бир нече миллиметрди басып өтүшөт. Бул ыкма ар кандай диагностикалык максаттарда, анын ичинде мээни изилдөө жана денедеги рак клеткаларын аныктоо үчүн колдонулат.

Позитрондук эмиссиялык томография (ПЭТ)
Позитрондук эмиссиялык томография (ПЭТ)

Ошентип, inБул макалада биз позитрон деген эмне экенин, ал качан жана ким тарабынан ачылганын, анын электрондор менен өз ара аракеттенүүсүн, ошондой эле ал жөнүндөгү билимдин практикалык жактан кандай чөйрөдө колдонуларын билдик.

Сунушталууда: