اولین برخورد با پادماده

نخستین نشانه‌های وجود پوزیترون یعنی پادماده سبکی که تنها اختلاف آن با الکترون در علامت بار است در سال ۱۹۳۲ به کمک اتاقک ابر ویلسون به دست آمد. در اتاقک ابر ویلسون واقع در میدان مغناطیسی رد باریکی که به‌طور آشکار مربوط به یک ذره تک بار و خیلی سبک همانند الکترون بود، مشاهده شد که در جهتی متناظر با بار مثبت منحرف می‌شد.

اولین برخورد با پادماده

فهرست محتوا

  1. خواص پوزیترون و نحوه شناسایی
  2. انفعالات پوزیترونی
  3. ناپایداری پوزیترون

خواص پوزیترون و نحوه شناسایی

بعدها ثابت شد که فرایند عمده برای تشکیل پوزیترونها عبارت‌اند از: پرتوزایی مصنوعی و اندرکنش پرتوهای گامای پرانرژی وابسته به آن‌ها با هسته‌های اتم. یکی از این فرایندها را می‌توان با قراردادن اتاقک ابر ویلسون در میدان و تاباندن باریکه نازک تابش بر آن بررسی کرد. در بعضی عکسها در مسیر باریکه تابش گاما رد دوگانه خاصی دیده می‌شود. ذرات باردار متحرک در گاز با یونیدن اتمهای گازدار انرژی از دست می‌دهد و در نتیجه پیوسته از سرعتش کاسته می‌شود. آزمون کامل این رد آشکار می‌کند که خمیدگی هر شاخه آن با افزایش فاصله از پیچیدگی رد تیز تر می‌شود. این پدیده به این معناست که ما با ردهایی از جفت ذره خارج شونده از یک نقطه سروکار داریم نه رد خم شده یک ذره. تنها با داوری از روی درجه یونش هر دو رد به رد الکترون‌ها می‌مانند. این ردها که معرف جفت ذرات اخیر هستند در میدان مغناطیسی و در جهت‌های مختلف خم شده‌اند؛ یعنی به ذره‌هایی باردار تعلق دارند. با استفاده از مواد پرتوزا به عنوان چشمه‌های غنی پوزیترون مطالعه جزئیات خواص این مواد ممکن شده‌است. به ویژه ثابت شده‌است که جرم پوزیترون دقیقاً با جرم الکترون برابر یعنی حدود ۱/۲۰۰۰ جرم پروتون است.

انفعالات پوزیترونی

نتایج اخیر ما را به این نتیجه منجر می‌کند که یکی از ذره‌ها الکترون و دیگری پوزیترون است؛ بنابراین کوانتومهای گاما که از درون ماده می‌گذرند (گاز در اتاقک ابر ویلسون) به جای ذره واحد جفت الکترون و پوزیترون تشکیل می‌دهند. این پدیده به تشکیل جفت‌های الکترون و پوزیترون معروف شده‌است (پدیده تولید جفت).

مباحث نظری نشان می‌دهد که در نتیجه اندرکنش کوانتوم با میدان الکتریکی هسته اتمی ماده این جفت تشکیل می‌شود در این فرایند کوانتوم با میدان الکتریکی هسته اتمی ماده، این جفت تشکیل می‌شود. در این فرایند کوانتوم به جفت الکترون و پوزیترون تبدیل می‌شود و هسته بدون تغییر باقی می‌ماند.

فرایند عکس تشکیل جفت الکترون و پوزیترون نیز کشف شده‌است معلوم شده‌است که با نزدیکترکردن الکترون و پوزیترون تا فاصله‌های کوتاه بر اثر نیروهای جاذبه الکترومغناطیسی ممکن است دو کوانتوم تشکیل و در جهت‌های مخالف از یکدیگر دور شوند. فرایند ترکیب الکترون و پوزیترون همراه با تبدیل آن‌ها به کوانتوم‌های گاما را نابودی جفت نامیده‌اند. نابودی به دلیل نبود پوزیترون روی زمین انتخاب شده‌است.

ناپایداری پوزیترون

پس از زمان کوتاهی از تشکیل آن هر پوزیترون با یک الکترون محیط ترکیب می‌شود و به دو کوانتوم نور تبدیل می‌شوند(نابودی الکترون-پوزیترون). تشکیل جفت‌های الکترون و پوزیترون از کوانتوم‌های و ترکیب الکترونها با پوزیترون‌ها که به تشکیل دو کوانتوم منجر می‌شود اساساً فرایند جدیدی است که در آن تبدیل متقابل تابش میدان الکترومغناطیسی فوتون‌های گاما) و ذرات ماده الکترون و پوزیترون صورت می‌گیرد.

منبغ : پوزیترون

آزمایشگاه:

همه چیز به شکل شگفت انگیزی خوب باید باشد :)