Հին մարդկանց աշխարհը պարզ էր, հասկանալի և բաղկացած էր չորս տարրերից՝ ջուր, հող, կրակ և օդ (մեր ժամանակակից պատկերացումներով այդ նյութերը համապատասխանում են՝ հեղուկին, պինդին, գազային վիճակին և պլազմային): Հույն փիլիսոփաները շատ ավելի հեռուն գնացին և պարզեցին, որ ամբողջ նյութը բաժանված է ամենափոքր մասնիկների՝ ատոմների (հունարեն «անբաժանելի» բառից): Հետագա սերունդների շնորհիվ հնարավոր եղավ իմանալ, որ շրջակա տարածքը շատ ավելի բարդ է, քան մենք պատկերացնում էինք սկզբում: Այս հոդվածում մենք կխոսենք այն մասին, թե ինչ է պոզիտրոնը և նրա զարմանալի հատկությունները։
Պոզիտրոնի բացահայտում
Գիտնականները պարզել են, որ ատոմը (այս իբր ամբողջական և անբաժանելի մասնիկը) բաղկացած է էլեկտրոններից (բացասաբար լիցքավորված տարրեր), պրոտոններից և նեյտրոններից։ Քանի որ միջուկային ֆիզիկոսները սովորել են, թե ինչպես արագացնել մասնիկները հատուկ խցերում, նրանք արդեն գտել են դրանց ավելի քան 200 տարբեր տարատեսակներ, որոնք գոյություն ունեն տիեզերքում:
Ուրեմն ի՞նչ է պոզիտրոնը: 1931 թվականին նրա տեսքը տեսականորեն կանխատեսել է ֆրանսիացի ֆիզիկոս Պոլ Դիրակը։ Հարաբերականության խնդրի լուծման ընթացքում նա եկել է այն եզրակացության, որ բացի էլեկտրոնից, բնության մեջ պետք է գոյություն ունենա ճշգրիտ.նույն մասնիկը նույն զանգվածով, բայց միայն դրական լիցքով: Հետագայում այն կոչվեց «պոզիտրոն»:
Այն ունի լիցք (+1), ի տարբերություն (-1) էլեկտրոնի և նմանատիպ զանգվածի մոտ 9, 103826 × 10-31 կգ։
Անկախ աղբյուրից, պոզիտրոնը միշտ հակված է «միավորվելու» ցանկացած մոտակա էլեկտրոնի հետ:
Նրանց միջև միակ տարբերությունը լիցքն ու ներկայությունն է Տիեզերքում, որը շատ ավելի ցածր է, քան էլեկտրոնինը: Լինելով հակամատեր՝ մասնիկը, որը շփվում է սովորական նյութի հետ, պայթում է մաքուր էներգիայով։
Հասկանալով, թե ինչ է պոզիտրոնը, գիտնականներն ավելի հեռուն գնացին իրենց փորձերում՝ թույլ տալով տիեզերական ճառագայթներին անցնել ամպային խցիկով, որը պաշտպանված է կապարով և տեղադրված է մագնիսական դաշտում: Այնտեղ կարելի էր դիտարկել էլեկտրոն-պոզիտրոն զույգեր, որոնք երբեմն ստեղծվում էին, իսկ տեսքից հետո շարունակում էին շարժվել հակառակ ուղղություններով մագնիսական դաշտում։
Հիմա ես հասկանում եմ, թե ինչ է պոզիտրոնը: Ինչպես իր բացասական գործընկերը, հակամասնիկը արձագանքում է էլեկտրամագնիսական դաշտերին և կարող է պահվել սահմանափակ տարածքում՝ օգտագործելով սահմանափակման տեխնիկան: Բացի այդ, նա կարող է միավորվել հակապրոտոնների և հականեյտրոնների հետ՝ ստեղծելով հակաատոմներ և հակամոլեկուլներ։
Պոզիտրոնները գոյություն ունեն ցածր խտությամբ ողջ տիեզերական միջավայրում, ուստի որոշ էնտուզիաստների կողմից նույնիսկ առաջարկվել են մեթոդներ՝ հակամատերիա հավաքելու՝ դրա էներգիան օգտագործելու համար:
ոչնչացում
Եթե ճանապարհին պոզիտրոնն ու էլեկտրոնը հանդիպեն միմյանց, ապա դա տեղի կունենաբնաջնջման նման երևույթ. Այսինքն՝ երկու մասնիկն էլ կկործանեն միմյանց։ Սակայն, երբ դրանք բախվում են, տիեզերք է արձակվում որոշակի քանակությամբ էներգիա, որը նրանք ունեցել են և կոչվում է գամմա ճառագայթում։ Ոչնչացման նշան է երկու գամմա քվանտաների (ֆոտոնների) հայտնվելը, որոնք շարժվում են տարբեր ուղղություններով՝ իմպուլսի պահպանման համար։
Կա նաև հակադարձ գործընթաց. երբ ֆոտոնը որոշակի պայմաններում կարող է կրկին վերածվել էլեկտրոն-պոզիտրոն զույգի:
Որպեսզի այս զույգը ծնվի, մեկ գամմա-քվանտ պետք է անցնի ինչ-որ նյութի միջով, օրինակ՝ կապարի թիթեղով։ Այս դեպքում մետաղը կլանում է իմպուլսը, բայց արձակում է երկու հակառակ լիցքավորված մասնիկներ տարբեր ուղղություններով։
Կիրառման շրջանակը
Մենք պարզեցինք, թե ինչ է տեղի ունենում, երբ էլեկտրոնը փոխազդում է պոզիտրոնի հետ: Ներկայում մասնիկը առավել լայնորեն օգտագործվում է պոզիտրոնային էմիսիոն տոմոգրաֆիայում, որտեղ հիվանդի մեջ ներարկվում է փոքր քանակությամբ ռադիոիզոտոպ՝ կարճ կիսատև կյանքով, և կարճ սպասման ժամանակահատվածից հետո ռադիոիզոտոպը կենտրոնանում է հետաքրքրող հյուսվածքներում և սկսում կոտրվել։ ներքեւ՝ ազատելով պոզիտրոններ։ Այս մասնիկները անցնում են մի քանի միլիմետր, նախքան էլեկտրոնի հետ բախվելը և գամմա ճառագայթներ արձակելը, որոնք կարող են գրավել սկաները: Այս մեթոդն օգտագործվում է տարբեր ախտորոշիչ նպատակներով, այդ թվում՝ ուղեղի ուսումնասիրության և ամբողջ օրգանիզմի քաղցկեղային բջիջների հայտնաբերման համար։
Այսպես, ներսԱյս հոդվածում մենք իմացանք, թե ինչ է պոզիտրոնը, երբ և ում կողմից է այն հայտնաբերվել, նրա փոխազդեցությունը էլեկտրոնների հետ, ինչպես նաև այն ոլորտը, որտեղ դրա մասին գիտելիքները գործնականում օգտագործվում են:
