اولين نشانه‌هاي وجود پوزيترون يعني ذره سبکي که تنها اختلاف آن با الکترون در علامت بار است، در سال 1932 به کمک اتاقک ابر ويلسون بدست آمد. در اتاقک ابر ويلسون ، واقع در ميدان مغناطيسي ، رد باريکي که بطور آشکار مربوط به يک ذره تک‌بار و خيلي سبک همانند الکترون بود، مشاهده شد. اما در جهتي متناظر با بار مثبت منحرف مي‌شد.
خواص پوزيترون و نحوه شناسايي
بعدها ثابت شد که فرايند عمده براي تشکيل پوزيتون‌ها ، عبارتند از پرتوزايي مصنوعي و اندرکنش اشعه هاي گاماي پرانرژي وابسته به آنها با هسته‌هاي اتمي. يکي از اين فرايندها را مي‌توان با قراردادن اتاقک ابر ويلسون در ميدان و تاباندن باريکه نازک تابش بر آن بررسي کرد. در بعضي عکسها در مسير باريکه تابش گاما ، رد دوگانه خاصي ديده مي‌شود.
ذرات باردار متحرک در گاز ، با يونيدن اتمهاي گازدار ، انرژي از دست مي‌دهند و در نتيجه پيوسته از سرعت آن کاسته مي‌شود. آزمون کامل اين رد ، آشکار مي‌کند که خميدگي هر شاخه آن با افزايش فاصله از پيچيدگي رد تيزتر مي‌شود. اين پديده به اين معناست که ما با ردهايي از جفت ذره خارج شونده از يک نقطه سروکار داريم نه رد خم شده يک ذره. تنها با داوري از روي درجه يونش ، هر دو رد به رد الکترونها مي‌مانند.
اين ردها که معرف جفت ذرات اخير هستند، در ميدان مغناطيسي و در جهتهاي مختلف خم شده‌اند، يعني به ذره‌هايي باردار تعلق دارند. با استفاده از مواد پرتوزا به‌عنوان چشمه‌هاي غني پوزيترون ، مطالعه جزئيات خواص اين مواد ممکن شده است، بويژه ثابت شده است که جرم پوزيترون دقيقا با جرم الکترون برابر يعني حدود 2000/1 جرم پروتون است.
انفعالات پوزيتروني
نتايج اخير ، ما را به اين نتيجه منجر مي‌کند که يکي از ذره‌ها ، الکترون و ديگري پوزيترون است. بنابراين کوانتومهاي گاما که از درون ماده مي‌گذرند (گاز در اتاقک ابر ويلسون) ، به جاي ذره واحد ، جفت الکترون و پوزيترون تشکيل مي‌دهند. اين پديده به تشکيل جفتهاي الکترون و پوزيترون معروف شده است کوانتوم با ميدان الکتريکي هسته اتمي ماده ، اين جفت تشکيل مي‌شود. در اين فرايند ، کوانتوم به جفت الکترون و پوزيترون تبديل مي‌شود و هسته بدون تغيير باقي مي‌ماند.
فرايند عکس تشکيل جفت الکترون و پوزيترون نيز کشف شده است و معلوم شده است که با نزديکتر کردن الکترون و پوزيترون تا فاصله‌هاي کوتاه بر اثر نيروهاي جاذبه الکترومغناطيسي ، ممکن است دو کوانتوم تشکيل و در جهتهاي مخالف از يکديگر دور شوند. فرايند ترکيب الکترون و پوزيترون همراه با تبديل آنها به کوانتومهاي گاما را نابودي جفت ناميده‌اند. نابودي بدليل نبود پوزيترون روي زمين انتخاب شده است.
ناپايداري پوزيترون
پس از زمان کوتاهي از تشکيل آن ، هر پوزيترون با يک الکترون محيط ترکيب مي‌شود و به دو کوانتوم نور تبديل مي‌شود. تشکيل جفتهاي الکترون و پوزيترون از کوانتومها و ترکيب الکترونها با پوزيترون‌ها که به تشکيل دو کوانتوم منجر مي‌شود، اساساً فرايند جديدي است که در آن ، تبديل متقابل تابش ميدان الکترومغناطيسي ( فوتون هاي گاما ) و ذرات ماده الکترون و پوزيترون صورت مي‌گيرد.
کشف پوزيترون اثباتي بر خواص موجي ذرات
خواص ذرات از جنبه‌هاي زيادي با خواص ميدان الکترومغناطيسي (نور) فرق دارد. عمده‌ترين اختلاف اين است که همه اجسام پيرامون ما از ذرات ساخته شده‌اند. ممکن است به نظر رسد که فقط نور است که عمل انتقال انرژي از بعضي اجسام به بعضي ديگر را انجام مي‌دهد، به اين دليل حتي در آغاز قرن 20 بر اين باور بودند که نور (ميدان الکترومغناطيسي) و ماده را سد غير قابل گذري از يکديگر جدا کرده است.
بعدا خواص ذره‌اي نور کشف شد و معلوم شد که نور ، خواص شارش ذرات فوتون‌ها را باخواص موجي همراه دارد. از طرف ديگر خواص موجي که قبلاً فقط به نور اختصاص مي‌دادند و يکي از خصايص متمايز آن مي‌شمردند، در ذرات ماده نيزکشف شد. اين اکتشافات روي شکاف ميان مفاهيم نور و ماده پل زد. مهمتر از اين ، بعد از کشف تبديل‌هاي متقابل نور (کوانتومهاي گاما) و ذرات ماده (جفتهاي الکترون و پوزيترون) ، روشن شد که ارتباط بسيار ريشه‌داري ميان نور و ماده وجود دارد.
ذرات ماده و فوتون‌ها (ميدانهاي الکترومغناطيسي) دو شکل مختلف ماده‌اند. فوتون خصايص مشترک زيادي با ذرات ديگر از خود به نمايش مي‌گذارد، ولي ويژگي مهمي دارد و آن اين است که جرم در حال سکون (جرم سکون) آن برابر صفر است. فوتون ، هميشه با سرعت نور حرکت مي‌کند. هرگاه ناگزير به توقف شود (نظير موقع جذب) ، ديگر نوري وجود نخواهد داشت.
چشمه‌هاي توليد پوزيترون
پوزيترون را به‌تنهايي نمي‌توان توليد کرد، زيرا ذره ناپايداري است و به‌سرعت ناپديد مي‌شود. عموما پوزيترون را به کمک واکنشهاي هسته‌اي بنيادي و نيز به‌کمک پديده توليد جفت به همراه الکترون از نابودي يک فوتون بدست مي‌آورند. سيستم آشکارسازي پوزيترون نيز همانند نحوه توليدش به لحاظ ناپايداري پوزيترون فرايند مستقلي نمي‌باشد و بيشتر از طريق پديده نابودي جفت به وجود پوزيترون پي مي‌برند.
منبع: http://atwis.com
/س