كان عالم القدماء بسيطًا ومفهومًا ويتألف من أربعة عناصر: الماء والأرض والنار والهواء (في فهمنا الحديث ، تتوافق هذه المواد مع: الحالة السائلة والصلبة والغازية والبلازما). ذهب الفلاسفة اليونانيون إلى أبعد من ذلك واكتشفوا أن كل المادة تنقسم إلى أصغر الجسيمات - الذرات (من الكلمة اليونانية "غير قابلة للتجزئة"). بفضل الأجيال اللاحقة ، كان من الممكن معرفة أن الفضاء المحيط أكثر تعقيدًا مما كنا نتخيله في البداية. في هذا المقال سنتحدث عن ماهية البوزيترون وخصائصه المذهلة
اكتشاف البوزيترون
وجد العلماء أن الذرة (هذا الجسيم المزعوم كامل وغير قابل للتجزئة) تتكون من إلكترونات (عناصر سالبة الشحنة) وبروتونات ونيوترونات. منذ أن تعلم الفيزيائيون النوويون كيفية تسريع الجسيمات في غرف خاصة ، فقد اكتشفوا بالفعل أكثر من 200 نوع مختلف منها موجودة في الفضاء.
إذن ما هو البوزيترون؟ في عام 1931 ، توقع الفيزيائي الفرنسي بول ديراك ظهوره نظريًا. في سياق حل مشكلة النسبية ، توصل إلى استنتاج مفاده أنه بالإضافة إلى الإلكترون ، يجب أن يوجد في الطبيعة بالضبطنفس الجسيم بكتلة متطابقة ، ولكن بشحنة موجبة فقط. أطلق عليه فيما بعد "البوزيترون".
لها شحنة (+1) ، على عكس (-1) للإلكترون وكتلة مماثلة تبلغ حوالي 9 ، 103826 × 10-31كجم.
بغض النظر عن المصدر ، يميل البوزيترون دائمًا إلى "الاندماج" مع أي إلكترون قريب.
الفروق الوحيدة بينهما هي الشحنة والوجود في الكون ، وهو أقل بكثير من الإلكترون. كونها مادة مضادة ، فإن الجسيم الذي يتلامس مع المادة العادية ينفجر بطاقة نقية.
بعد أن اكتشفوا ماهية البوزيترون ، ذهب العلماء إلى أبعد من ذلك في تجاربهم ، مما سمح للأشعة الكونية بالمرور عبر حجرة سحابية محمية بالرصاص ومركبة في مجال مغناطيسي. هناك ، يمكن ملاحظة أزواج الإلكترون والبوزيترون ، والتي تم إنشاؤها في بعض الأحيان ، وبعد أن استمر المظهر في التحرك في اتجاهين متعاكسين داخل المجال المغناطيسي.
الآن فهمت ما هو البوزيترون. مثل نظيره السلبي ، يستجيب الجسيم المضاد للمجالات الكهرومغناطيسية ويمكن تخزينه في مكان مغلق باستخدام تقنيات الحبس. بالإضافة إلى ذلك ، يمكنها أن تتحد مع البروتونات المضادة والنيوترونات المضادة لتكوين ذرات مضادة وجزيئات مضادة.
البوزيترونات موجودة بكثافة منخفضة في جميع أنحاء بيئة الفضاء ، لذلك اقترح بعض المتحمسين طرقًا لحصاد المادة المضادة لتسخير طاقتها.
إبادة
إذا التقى البوزيترون والإلكترون ببعضهما في الطريق ، فسيحدث هذاظاهرة مثل الإبادة. أي أن كلا الجسيمين سوف يدمر بعضهما البعض. ومع ذلك ، عندما تصطدم ، يتم إطلاق كمية معينة من الطاقة في الفضاء ، والتي كانت تسمى إشعاع غاما. علامة الفناء هي ظهور اثنين من كوانتا جاما (فوتونات) يتحركان في اتجاهات مختلفة من أجل الحفاظ على الزخم.
هناك أيضًا عملية عكسية - عندما يمكن للفوتون في ظل ظروف معينة أن يتحول مرة أخرى إلى زوج من الإلكترون والبوزيترون.
لكي يولد هذا الزوج ، يجب أن يمر كم واحد من جاما عبر بعض المواد ، على سبيل المثال ، من خلال لوحة الرصاص. في هذه الحالة ، يمتص المعدن الزخم ، لكنه يطلق جسيمين مشحونين بشكل متعارض في اتجاهات مختلفة.
نطاق التطبيق
اكتشفنا ما يحدث عندما يتفاعل الإلكترون مع البوزيترون. يستخدم الجسيم حاليًا على نطاق واسع في التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، حيث يتم حقن كمية صغيرة من النظائر المشعة ذات عمر نصف قصير للمريض ، وبعد فترة انتظار قصيرة ، يتركز النظائر المشعة في الأنسجة موضع الاهتمام ويبدأ في الانكسار لأسفل ، وإطلاق البوزيترونات. تنتقل هذه الجسيمات عدة ملليمترات قبل أن تصطدم بالإلكترون وتطلق أشعة غاما التي يمكن أن يلتقطها الماسح الضوئي. تستخدم هذه الطريقة لأغراض تشخيصية مختلفة منها دراسة الدماغ والكشف عن الخلايا السرطانية في جميع أنحاء الجسم.
إذن ، فيفي هذه المقالة ، تعرفنا على ماهية البوزيترون ، ومتى تم اكتشافه ومن قام به ، وتفاعله مع الإلكترونات ، وكذلك المنطقة التي تكون المعرفة عنها مفيدة عمليًا.
