Pozitron —elektronunantimaddəsidir. Pozitron (ingiliscə - positron) elektronla eyni kütləyə və əks işarəli yükə malikdir. Başqamaddə və antimaddə hissəciklərində olduğu kimi elektron və pozitron bir biri ilə toqquşduqdaannihilyasiya (latın: “nihil” – “heç nə” deməkdir), yəni yox olma hadisəsi baş verir.
Bulud kamerası qaz və buxar qarışığı ilə doldurulmuş qabdan ibarətdir. Kosmik şüalarla Yer səthinə enən yüksək enerjili hissəciklər qaba daxil olur. Hissəciklər buxar mühitindən keçərkən yol boyu mühitinmolekullarınıionlaşdırırlar. Buxarın soyuması həmin ionların üzərində çox kiçik damlalar yığışmasına səbəb olur və beləliklə hissəciyin keçdiyi yol aşkarlanır.[1]
İlk bulud kamerasını Şotlandiyalı fizik C.T.R. Wilson 19-cu əsrin sonlarındaKavendiş laboratoriyasında hazırlamışdır.
Pozitronun kəşfi
Bulud kamerasında ilk pozitronun fotosu
Britaniyalı fizikPol Dirak (Paul Dirac) 1920-ci illərin sonunda elektronun davranışını tədqiq edərkən aşkar etdi ki, onun üzərində çalışdığı formulanın iki həlli var. Bu həllərdən biri mənfi yüklü hissəciyi təsvir etdiyi halda ikinci həll müsbət yüklü hissəciyə aid idi. Bu müəmma ancaq 1932-ci ildə həll olundu.
Rus fizik Dmitri Skobeltsın 1927-ci ildə kosmik şüa hissəciklərinin izlərinin fotolarını nümayiş etdirdikdən sonra amerikalı fizik Karl Anderson (Carl Anderson) 1930-cu ildə oxşar təcrübə aparmaq qərarına gəldi. Bu məqsədlə o, ölçüləri 17 x 17x 3 sm olan bulud kamerası (Wilson kamerası) quraşdırdı.[2]
Anderson kosmik şüaların bulud kamerasındakı izlərini tədqiq edərkən müşahidə etdi ki, izlərdən bəziləri müsbət yüklü hissəciklərə məxsusdur.[3] Sonrakı tədqiqatlar bu izlərin müsbət "elektrona" aid olduğunu göstərdi və tədqiqatçı 1932-ci ildə elektronla eyni kütləli və əks yüklü hissəciyi aşkar etdiyini bildirdi.Beləliklə ilk antimaddə hissəciyi kəşf edilmiş oldu.[4]
Müsbət “elektron” sonradan pozitron (ingilis: “positive electron” – “müsbət elektron” ifadəsinin qısa forması) adlandırıldı.Karl Anderson “pozitronu kəşf etdiyinə görə”[5]1936-cı il Nobel mükafatına layiq görüldü.
Pozitron müsbət yüklü, ½spin hissəcikdir. O, elektronla eyni kütləyə malikdir.
Pozitronun lepton nömrəsi -1-dir.Leptonlar – elektronun da daxil olduğu elementar hissəciklər qrupudur. Bu qrupa daxil olan hissəciklərin lepton nömrəsi 1, həmin hissəciklərə aid anti-hissəciklərin lepton nömrəsi -1-dir.[7]
Almaniyada yerləşən DESY akseleratorunun qabarcıq kamerasında qeydə alınmış cüt yaranması. Foton (yaşıl) elektrona (göy) və pozitrona (qırmızı) çevrilir.
Bir protondan ibarət nüvə və onun ətrafında dönən elektron hidrogenatomunu yaratdığı kimi, birantiproton və onun ətrafında dönən pozitronantihidrogen atomunu yaradır.
CERN laboratoriyasındaksenon atomlarını antiprotonlarla bombardman etdilər. Antiprotonların ksenon atomunun nüvəsi ilə toqquşmasından çoxlu yeni hissəciklər, o cümlədən elektron-pozitron cütləri də yarandı. Beləliklə antiprotonların olduğu mühitdə antielektronlar (pozitron) meydana gəldi.
Baxmayaraq ki, belə mühitdə antiprotonların pozitronları tutması ehtimalı çox aşağıdır, CERN laboratoriyasında bu hadisə baş verdi. İlk müvəffəqiyyətli təcrübədə 9 antihidrogen atomu (başqa sözlə, hidrogen antiatomu) yarandı.[10]
Cütlərin yaranması
Foton kifayət qədər enejiyə malik olduqda o, maddə tərəfindən udularaq əks işarəli hissəciklər cütü yarada bilər.
Ən çox öyrənilmiş cüt yaranması fotondan elektron-pozitron cütünün yaranmasıdır (ingiliscə -pair production və yapair creation).
Hissəcik öz anti hissəciyi ilə qarşılaşdıqda annihilyasiya (ingiliscə -annihilation), yəni bu hissəciklərin bir birini məhv etməsi hadisəsi baş verir və bu zaman enerji ayrılır.
Elektron və pozitron qarşılaşanda bu iki hissəcik annihilyasiya edir. Nəticədə iki foton yaranır və fotonlar bir birinə əks istiqamətdə uzaqlaşırlar.[11]
Pozitronium
Pozitronium
Pozitronium (ingiliscə -positronium) elektron-pozitron birləşməsidir və Ps kimi işarə olunur. e-e+ birləşməsində pozitron müəyyən mənada proton rolunu oynayır (hidrogen atomundakı kimi). Belə birləşmələr çox qısa ömürlü (saniyənin on milyonda biri qədər) olurlar.[12]
Positroniumun annihilyasiya edərəkqamma şüasına çevrildiyi müşahidə edilmişdir.[13]
Pozitron təbii olaraq yaranır. Yerin atmosferinə daxil olan yüksək enerjilikosmik şüalar atmosferdəki atomlarla toqquşaraq başqa hissəcik cütləri ilə yanaşı elektron-pozitron cütünə də çevrilirlər. Bu hadisəEynşteynin kəşf etdiyi E=mc2 prinsipi ilə baş verir.[14]
Bundan başqa, qeyri sabit elementlərdə (başqa sözlə,radioaktiv elementlərdə) gedənnüvə reaksiyası zamanı pozitron yaranır. Bu hadisəzəif qüvvənin fəaliyyətinin nəticəsidir. Pozitron ayrılması ilə nəticələnən nüvə reaksiyasıβ+ parçalanma adlanır.β+ parçalanma zamanı atomun nüvəsində protonW+boson buraxaraqneytrona çevrilir. W+ -dan isə pozitron vəelektron neytrino yaranır.
Pozitrondan tibbi müayinə məqsədləri üçün istifadə edilir.PET skan (Positron Emission Tomography – PET Scan) adlanan qurğu vasitəsilə orqanizmin iltihab olan sahələri müəyyən edilir. Müayinə aparmaq üçün pasientə (sağlamlıq üçün zərərsiz miqdarda) radioaktiv maddə qarışdırılmış qlyukoza iynəsi vurulur. Pasientin orqanizmində radioaktiv maddə parçalanmağa başlayır və pozitron emissiyası (ayrılması) baş verir. PET skan ayrılan pozitronları tutaraq müayinə edilən orqanın təsvirini yaradır. Bu təsvir həkimə orqanda çatışmazlıq olub olmadığını müəyyən etməyə imkan verir.[15]
Pozitronlardanakseleratorlarda istifadə olunur. Belə qurğulardan biri İsveçrədə CERN-də yerləşir vəBöyük Elektron-Pozitron toqquşdurucusu (Large Electron-Positron (LEP) collider) adlanır. LEP-də elektron-pozitron toqquşması vasitəsilə zəif qüvvə daşıyıcılarından biri olanZ boson əldə edilir.[16]
↑John Gribbin,Q IS FOR QUANTUM: An Encyclopedia of Particle Physics, The Free Press, 1998,ISBN 978-0684863153
↑Wolfgang Demtröder,Atoms, Moleculesand Photons An Introduction to Atomic-, Molecular- and Quantum-Physics,Springer, 2010,ISBN 978-3-642-10298-1, p.240
↑Erik Gregersen,The Britannica Guide to Particle Physics, Rosen Education Service, 2011,ISBN 978-1615303335, p. 11
.svg)
