بوزيترون

p → n + e++ ν e

علاوةً على ذلك، تحلل β+ يحدث داخل النواة فقط عندما تكون طاقة الارتباط في النواة الوليدة أقل من طاقة الارتباط في النواة الأم، أي تصبح النواة في مستوي طاقة أقل.

إنتاجه

علاوةً على ذلك، الابحاث الجديدة زادت إلى حدّ كبير من كميات البوزترونات التي ينتجها الفيزيائيون. وقد استعمل الفيزيائيون في مختبر لورانس ليفرمور الوطني في كاليفورنيا ليزر فائق كثيف وصوبوا أشعته على شريحة من الذهب سمكها مليمتر واحد فأنتجت أكثر من 100 مليون بوزترون.

النظرية

من جهة ثانية، في عام 1928 قام بول ديراك (بالإنجليزية: بول ديراك) بنشر نظريته الممثلة في معادلة ديراك التي تجمع بين ميكانيكا الكم والنظرية النسبية الخاصة. من نتائج تلك النظرية أن اللأكترون يمكن أن تكون شحنته موجبة، أي أيا من الشحنتين الموجبة أو السالبة. أدت هذه النتيجة إلى مفهوم جديد للجسيمات الأولية ولدوران الالكترون في تفسير مفعول زيمان. هذا الاقتراح لم يكن يتضمن وجود جسيم ولكن سمح للإلكترون احتمالية امتلاك شحنة سالبة أو موجبة كحل للمعادلة. لم تسمح ميكانيكا الكم لحل يتجاهل طاقة سالبة كما كانت تفعل النظرية الكلاسيكية أحياناً في حل معادلاتها. الحل المزدوج لمعادلة ديراك تتضمن احتمالية انتقال الإلكترون تلقائياً بين الحالة الموجبة والسالبة. مع ذلك لم يلاحظ تجريبياً أي انتقال من هذا القبيل. ولكن بالتجارب ثبت وجود البوزترون خلال بعض تفاعلات الجسيمات الأولية.

تطبيقاته

ومن جهة أخرى، يمكن بواسطة بعض معجلات الجسيمات إجراء تجارب باستخدام البوزترونات والإلكترونات التي تصل سرعاتها إلى سرعات قريبة من سرعة الضوء في الفراغ. فعند اصطدام تلك الجسيمات السريعة وفناء المادة/ ووالمادة المضادة تنشأ جسيمات جديدة من مختلف الجسيمات تحت الذرية. ويدرس الفزيائيون تلك الجسيمات الجديدة الناتجة من عمليات إفناء الجسيمات، وقد يكتشفوا بذلك جسيمات جديدة غير معروفة، كما يدرس الفزيائيون تلك التصادمات شديدة الطاقة ويقارنوا نتائجها بالنظريات الحسابية المتعلقة بها.

المصادر

كذلك، كما يمكن بواسطة مطياف إفناء البوزترون positron annihilation spectroscopy فحص خواص المادة بغرض استكشاف تغير الكثافة، والتغيرات البلورية والثغرات، والإزاحة في المادة الصلبة.

روابط خارجية

ومن جهة أخرى، أشعة جاما الصادرة بطريقة غير مباشرة من عنصر مشع ينتج بوزترونات يمكن الكشف عنها في تصوير مقطعي بالإصدار البوزتروني positron emission tomography (PET) وتستعمل في بعض المستشفيات للتشخيص الطبي. التصوير بالـ PET ينتج صورا مجسمة للعمليات البيولوجية التي تتم في جسم الإنسان.

الأدلة التجريبية والاكتشافات

اضمحلال β+ (انبعاث البوزترون)

من جانب آخر، كذلك في عام 1929، تشونغ ياو تشاو المتخرج من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، لاحظ بعض النتائج الغريبة حيث احتوت على جسيمات تتصرف مثل الإلكترون ولكن تحمل شحنة موجبة.

وعلى صعيد آخر، نواة الذرة غير المستقرة والبروتونات الزائدة فيها تؤدي إلى حدوث اضمحلال بيتا β+ ، ويسمى بالاضمحلال البوزتروني. هذا التحلل هو عملية تحول بروتون إلى نيوترون في بعض النظائر المشعة وينتج خلالها البوزترون ونيوترينو:

في هذا الإطار، أول من لاحظ بوزترون هو دیمیتري اسکوبلتسین في عام 1929 عندما كان يستعمل غرفة ويلسون السحابية في محاولة كشف أشعة جاما في الاشعة الكونية. ديمتري اكتشف جسيمات تتصرف مثل الإلكترون ولكنها تنحني في اتجاه مسارها في الاتجاه المعاكس لانحناء مسار الإلكترون في مجال مغناطيسي خارجي.

في هذا الإطار، كارل أندرسون، اكتشف بوزترون في 2 من أغسطس في سنة 1932 الذي فاز بجائزة نوبل للفيزياء في عام 1936. اندرسون صاغ المصطلح بوزترون. بوزترون هي الدليل الأولى للمادة المضادة. كتب اندرسون استذكار يقول فيه أن بوزترون تم اكتشافه مسبقاً اعتمادً على أعمال تشونغ ياو تشاو.