פוזיטרון

פּוֹזִיטְרוֹן (positron) הוא חלקיק יסודי, האנטי-חלקיק של האלקטרון. הפוזיטרון דומה בתכונותיו לאלקטרון, שכן מסתו והספין שלו זהים לאלו של האלקטרון. לעומת זאת, המטען החשמלי שלו שווה בגודלו למטען האלקטרון אך הפוך בסימנו, כלומר, מטען הפוזיטרון חיובי (ומכאן שמו), בניגוד למטען האלקטרון השלילי.

פוזיטרון
Positron

צילום עקבות המסלול בתא ערפל של הפוזיטרון הראשון שגילה קארל דייוויד אנדרסון
מידע כללי
הרכב	חלקיק יסודי
סטטיסטיקה	פרמיון
קבוצת שיוך	אנטילפטון
דור	ראשון
אנטי-חלקיק	אלקטרון
סמל	e+ βべーた+
תכונות
מסת מנוחה	‎9.10938356×10-31‎ kg 0.5109989461 MeV/c2
מטען חשמלי	1 e
ספין	1⁄2 ħ
מספר לפטוני	-1
מספר באריוני	0
מטען צבע	0
אינטראקציות	אלקטרומגנטיות, הכוח החלש, כבידה
אורך חיים	יציב
היסטוריה
נצפה?	כן
תאריך גילוי	1932
מגלה	קארל דייוויד אנדרסון
ניסוי	תצפית על קרניים קוסמיות בתא ערפל
מוסד	המכון הטכנולוגי של קליפורניה
הכרה	פרס נובל לפיזיקה לשנת 1936

פוזיטרונים נוצרים בדעיכה רדיואקטיבית מסוג βべーた⁺, המכונה גם פליטת פוזיטרון (positron emission). בתהליך זה, פרוטון מגרעין אטום הופך לנייטרון ובוזון W⁺. לאחר מכן, הבוזון W⁺ דועך לפוזיטרון ונייטרינו אלקטרוני. פוזיטרונים נוצרים גם במסגרת תהליך של יצירת זוג, בו פוטון אנרגטי מגיב עם גרעין של אטום כך שחלק מהאנרגיה של הפוטון הופך לאלקטרון ופוזיטרון, על פי הנוסחה $\ E^{2}=m^{2}c^{4}+c^{2}p^{2}$. זו היא דוגמה לאירוע של יצירת חומר (matter creation). כל זאת, בהתאם לשקילות המסה והאנרגיה. גם התהליך ההפוך אפשרי: כאשר אלקטרון ופוזיטרון נפגשים, מתרחש איון (annihilation) ומסתם של שני החלקיקים הופכת כולה לאנרגיה של שני הפוטונים.

קיומו של הפוזיטרון נחזה על ידי משוואת דיראק, שפורסמה ב-1928 על ידי פול דיראק, אם כי דיראק עצמו לא הגיע למסקנה זו באופן ישיר.

הפוזיטרון התגלה לראשונה בתצפית ב-2 באוגוסט 1932 על ידי קארל דייוויד אנדרסון מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה, בקרינה קוסמית שעברה דרך תא וילסון שהיה בתוך שדה מגנטי ושהיה בו לוח עופרת. אנדרסון הבחין בתצלומים מהתא במסלול חלקיק שעבר דרך לוח העופרת ויצא ממנו במהירות נמוכה יותר (כפי שהשינוי ברדיוס המסלול הראה). כיוון התנועה הראה שהחלקיק חיובי. מכיוון שהיה ידוע שפרוטון (או חלקיק אחר עם מסה דומה) לא יכול לעבור מרחק כזה בחומר, הסיק אנדרסון שמדובר ב"אלקטרון חיובי". את השם "פוזיטרון" נתנו העורכים של Physical Review בו פרסם אנדרסון ב-1933 את המאמר על הגילוי.

ראו גם

• אנטי-חומר
• טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים

קישורים חיצוניים

• מגזין מכון ויצמן, ‏כיצד נוצרים פוזיטרונים בחלל? מתי, היכן ואיך הם מתקדמים בגלקסיה?, באתר "הידען", 29 באפריל 2014
• פוזיטרון, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)