https://camokathomelab.servebeer.com/mediawiki/index.php?action=history&feed=atom&title=%D0%9F%D0%BE%D0%B7%D0%B8%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BDПозитрон - История изменений2026-07-16T13:43:32ZИстория изменений этой страницы в викиMediaWiki 1.45.3https://camokathomelab.servebeer.com/mediawiki/index.php?title=%D0%9F%D0%BE%D0%B7%D0%B8%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD&diff=21996&oldid=previmported>InternetArchiveBot: Спасено источников — 1, отмечено мёртвыми — 0. Сообщить об ошибке. См. FAQ.) #IABot (v2.0.9.52026-01-24T04:01:34Z<p>Спасено источников — 1, отмечено мёртвыми — 0. <a href="/mediawiki/index.php?title=En:User_talk:InternetArchiveBot&action=edit&redlink=1" class="new" title="En:User talk:InternetArchiveBot (страница не существует)">Сообщить об ошибке</a>. См. <a href="/mediawiki/index.php?title=M:InternetArchiveBot/FAQ/ru&action=edit&redlink=1" class="new" title="M:InternetArchiveBot/FAQ/ru (страница не существует)">FAQ</a>.) #IABot (v2.0.9.5</p>
<p><b>Новая страница</b></p><div>{{нет источников|дата=2023-08-26}}<br />
{{Информация о частице<br />
| цвет_фона = violet<br />
| заголовок = Трек позитрона в камере Вильсона, полученный в эксперименте Андерсона в 1932 году. Частица движется снизу вверх (это видно из того, что она теряет энергию, проходя через свинцовую пластинку, и трек в магнитном поле становится более закрученным), её заряд положителен (из направления поворота трека) <br />
| имя = Позитрон<br />
| символ = <math>e^+</math><br />
| состав = [[фундаментальная частица]]<ref>{{Cite web |url=http://old.elementy.ru/bookclub/chapters/433429/Absolyutnyy_minimum_Glava_iz_knigi |title=«Абсолютный минимум». Глава из книги Майкл Файер Глоссарий Электрон |archive-date=2023-04-21 |access-date=2018-01-22 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230421172707/https://old.elementy.ru/bookclub/chapters/433429/Absolyutnyy_minimum_Glava_iz_knigi |url-status=live }}</ref><br />
| семья = [[Фермион]]<br />
| группа = [[Лептон]]<br />
| поколение = первое<br />
| взаимодействие = [[Гравитация|гравитационное]]<ref name="elementyGrav">{{Cite web |url=http://elementy.ru/lib/430525 |title=Удивительный мир внутри атомного ядра. Вопросы после лекции |access-date=2018-01-22 |archive-date=2015-07-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150715202155/http://elementy.ru/lib/430525 |url-status=live }}</ref>, [[Слабое взаимодействие|слабое]] и [[Электромагнитное взаимодействие|электромагнитное]]<br />
| античастица = [[Электрон]]<br />
| масса = 9,1093837015(28){{e|−31}} [[кг]]<ref name="CODATA allascii">[http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Fundamental Physical Constants — Complete Listing] {{Wayback|url=http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt |date=20131208020310 }}. CODATA. NIST.</ref>,<br><br />
0,51099895000(15) [[Электронвольт|МэВ]]<ref name="CODATA allascii" />,<br><br />
5,48579909065(16){{e|-4}} [[Атомная единица массы|а.е.м.]]<ref name="CODATA allascii" /><br />
| время_жизни = ∞ <br />
| электрический_заряд = +1''[[Элементарный электрический заряд|e]]''<br>+1,602176634{{e|−19}}&nbsp;[[Кулон|Кл]] (точно)<ref name="CODATA allascii" /><br />
| лептонное_число = −1<br />
| барионное_число = 0<br />
| спин = 1/2<br />
| изотопический_спин = 0<br />
| внутренняя_чётность = −1<br />
| B−L = +1<br />
| слабый_гиперзаряд = +1 (правая [[Хиральность (физика)|хиральность]]),<br> +2 (левая хиральность)<br />
| слабый_изоспин_3 = +1/2 (правая [[Хиральность (физика)|хиральность]]),<br> 0 (левая хиральность)<br />
| магнитный_момент = +9,274009994(57){{e|−24}} [[Джоуль (единица)|Дж]]/[[Тл]]<br />
| теоретически_обоснована = [[Дирак, Поль Адриен Морис|П. Дирак]] (1928)<br />
| обнаружена = [[Андерсон, Карл Дейвид|К. Д. Андерсон]] (1932)<br />
}}<br />
<br />
'''Позитро́н''' (от {{lang-en|'''posit'''ive}} «положительный» + {{lang-en2|elect'''ron'''}} «электрон») — [[Античастицы|античастица]] [[электрон]]а. Относится к [[антивещество|антивеществу]], имеет [[электрический заряд]] +1, [[спин]] {{frac|1|2}}, [[лептонный заряд]] −1 и [[масса|массу]], равную массе электрона. При [[аннигиляция|аннигиляции]] позитрона с электроном их масса превращается в энергию в форме двух (и гораздо реже — трёх и более) [[гамма-квант]]ов.<br />
<br />
Позитроны возникают в одном из видов [[радиоактивный распад|радиоактивного распада]] ([[позитронная эмиссия]]), а также при взаимодействии [[фотон]]ов, энергия которых больше 1,022 МэВ, с [[вещество]]м. Последний процесс называется «[[рождение пар|рождением пар]]», ибо при его осуществлении фотон, взаимодействуя с электромагнитным полем [[атомное ядро|ядра]], образует одновременно [[электрон]] и позитрон. Также позитроны способны возникать в процессах [[Рождение электрон-позитронных пар в электрическом поле|рождения электрон-позитронных пар в сильном электрическом поле]].<br />
<br />
== Открытие ==<br />
Существование позитрона впервые было предположено в [[1928 год]]у<ref>{{Cite web |url=http://www.college.ru/physics/courses/op25part2/content/chapter6/section/paragraph9/theory.html |title=6.9. Элементарные частицы |access-date=2007-04-24 |archive-url=https://web.archive.org/web/20070928060836/http://www.college.ru/physics/courses/op25part2/content/chapter6/section/paragraph9/theory.html |archive-date=2007-09-28 |url-status=dead }}</ref> [[Дирак, Поль Адриен Морис|Полем Дираком]]. Теория Дирака описывала не только [[электрон]] с отрицательным [[электрический заряд|электрическим зарядом]], но и аналогичную частицу с положительным зарядом. Отсутствие такой частицы в природе рассматривалось как указание на «лишние решения» уравнений Дирака. Зато открытие позитрона явилось триумфом теории.<br />
<br />
В соответствии с теорией Дирака электрон и позитрон могут рождаться парой, и на этот процесс должна быть затрачена энергия, равная энергии покоя этих частиц, {{nobr|2×0,511 МэВ}}. Поскольку были известны естественные [[радиоактивность|радиоактивные вещества]], испускавшие [[гамма-квант|γ-кванты]] с энергией больше {{nobr|1 МэВ}}, представлялось возможным получить позитроны в лаборатории, что и было сделано. Экспериментальное сравнение свойств позитронов и электронов показало, что все физические характеристики этих частиц, кроме знака электрического заряда, совпадают.<br />
<br />
Позитрон был открыт в [[1932 год]]у американским физиком [[Андерсон, Карл Дейвид|Андерсоном]] при наблюдении [[космическое излучение|космического излучения]] с помощью [[камера Вильсона|камеры Вильсона]], помещённой в [[магнитное поле]]. Он сфотографировал следы частиц, которые очень напоминали следы электронов, но имели изгиб под действием магнитного поля, противоположный следам электронов, что свидетельствовало о положительном электрическом заряде обнаруженных частиц. Вскоре после этого открытия, также с помощью камеры Вильсона, были получены фотографии, проливавшие свет на происхождение позитронов: под действием γ-квантов вторичного космического излучения позитроны рождались в парах с обычными электронами. Такие свойства вновь открытой частицы оказались в поразительном согласии с уже имевшейся релятивистской теорией электрона Дирака. В [[1934 год]]у [[Жолио-Кюри, Ирен|Ирен]] и [[Жолио-Кюри, Фредерик|Фредерик]] Жолио-Кюри во [[Франция|Франции]] открыли ещё один источник позитронов — [[позитронный распад|β<sup>+</sup>-радиоактивность]].<br />
<br />
Название «позитрон» придумал сам Андерсон. Андерсон также предлагал переименовать [[электрон]]ы в «негатроны»; этот термин в отношении электронов по-прежнему используют в случаях, когда электроны и позитроны рассматриваются совместно<ref>{{статья|автор=Beuermann K. P. et al.|заглавие=Cosmic-Ray Negatron and Positron Spectra Between 12 and 220 MeV|ссылка=https://archive.org/details/sim_physical-review-letters_1969-03-03_22_9/page/412|издание=Phys. Rev. Lett.|volume=22|pages=412–415|год=1969|doi=10.1103/PhysRevLett.22.412|язык=en}}<br>{{статья|автор=Ejiri H. |заглавие=Difference between Log ''ft'' Values of Negatron Decays and Positron Decays from Odd-Odd Nuclei to Even-Even Nuclei|издание=J. Phys. Soc. Jpn.|volume=22|год=1967|pages=360—367|doi=10.1143/JPSJ.22.360|язык=en}}</ref>; в этих случаях термин «электрон» часто относят к обеим частицам — электрону (негатрону) и позитрону<ref>Из статьи {{статья|автор=Skibo J. G., Ramaty R. |заглавие=Primary and Secondary Cosmic Ray Positrons and Electrons|издание=23rd International Cosmic Ray Conference|volume=2|pages=132—135|год=1993|bibcode=1993ICRC....2..132S|язык=en}}: «Hereafter, the term electron will refer to positrons and negatrons».</ref>.<br />
<br />
Позитрон оказался первой открытой [[античастицы|античастицей]]. Существование античастицы электрона и соответствие суммарных свойств двух античастиц выводам теории Дирака, которая могла быть обобщена на другие частицы, указывали на возможность парной природы всех элементарных частиц и ориентировало последующие физические исследования. Такая ориентация оказалась необычайно плодотворной, и в настоящее время парная природа элементарных частиц является точно установленным законом природы, обоснованным большим числом экспериментальных фактов.<br />
<br />
== Аннигиляция ==<br />
[[Файл:Positronium-ru.svg|thumb|200px|Строение позитрония. [[Электрон]] и позитрон обращаются вокруг их общего [[центр масс|центра масс]].]]<br />
Из теории Дирака следует, что электрон и позитрон при столкновении должны [[Аннигиляция|аннигилировать]] с освобождением энергии, равной полной энергии сталкивающихся частиц. Оказалось, что этот процесс происходит главным образом после торможения позитрона в веществе, когда полная энергия двух частиц равна их энергии покоя {{nobr|1,0221 МэВ.}} На опыте были зарегистрированы пары γ-квантов (фотонов)с энергией по {{nobr|0,511 МэВ,}} разлетавшихся в прямо противоположных направлениях от мишени, облучавшейся позитронами. Необходимость возникновения при аннигиляции электрона и позитрона не одного, а как минимум двух γ-квантов вытекает из [[закон сохранения импульса|закона сохранения импульса]]. Суммарный импульс в [[система центра масс|системе центра масс]] позитрона и электрона до процесса аннигиляции равен нулю, но если бы при аннигиляции возникал только один γ-квант, он бы уносил импульс, который не равен нулю в любой [[система отсчёта|системе отсчёта]].<br />
<br />
С [[1951 год]]а известно, что в некоторых [[аморфное тело|аморфных телах]], [[жидкость|жидкостях]] и [[газ]]ах позитрон после торможения в значительном числе случаев сразу не аннигилирует, а образует на короткое время связанную с электроном систему, получившую название [[позитроний]]. Позитроний в смысле своих химических свойств аналогичен атому [[водород]]а, так как представляет собой систему, состоящую из единичных положительного и отрицательного электрических зарядов и может вступать в [[химическая реакция|химические реакции]]. Поскольку электрон и позитрон — разные частицы, и [[Принцип Паули|принцип запрета Паули]] для них неприменим, то в связанном состоянии с наинизшей энергией они могут находиться не только с антипараллельными, но и с параллельными [[спин]]ами, равными по модулю {{frac|1|2}}. В первом случае полный спин позитрония {{nobr|{{math|''s''}} {{=}} +{{frac|1|2}} − {{frac|1|2}} {{=}} 0}}, что соответствует ''парапозитронию'', а во втором {{nobr|{{math|''s''}} {{=}} +{{frac|1|2}} + {{frac|1|2}} {{=}} 1}}, что соответствует ''ортопозитронию''. Интересно, что аннигиляция электрон-позитронной пары в составе ортопозитрония не может сопровождаться рождением двух γ-квантов. Два γ-кванта уносят друг относительно друга [[Момент импульса|моменты импульса]] равные 1, и могут составить полный момент, равный нулю или двойке, но не единице. Поэтому аннигиляция в этом случае сопровождается испусканием трёх γ-квантов с суммарной энергией {{nobr|1,022 МэВ.}} Образование ортопозитрония в три раза более вероятно, чем парапозитрония, так как отношение статистических весов {{nobr|(2{{math|''s''}} + 1)}} обоих состояний позитрония равно 3:1. Однако даже в телах с большим процентом {{nobr|(до 50 %)}} аннигиляции пары в связанном состоянии, то есть после образования позитрония, преимущественно появляются два γ-кванта и лишь очень редко три. Дело в том, что время жизни парапозитрония около {{nobr|10<sup>−10</sup> с,}} а ортопозитрония — около {{nobr|10<sup>−7</sup> с.}} Долгоживущий ортопозитроний, непрерывно взаимодействующий с атомами среды, не успевает аннигилировать с испусканием трёх γ-квантов прежде, чем позитрон, входящий в его состав, аннигилирует с посторонним электроном в состоянии с антипараллельными спинами и с испусканием двух γ-квантов.<br />
<br />
Возникающие при аннигиляции остановившегося позитрона два гамма-кванта несут энергию по {{nobr|511 кэВ}} и разлетаются в строго противоположных направлениях. Измерение направления разлёта фотонов позволяет определить положение точки, в которой произошла аннигиляция, и используется в [[позитрон-эмиссионная томография|позитрон-эмиссионной томографии]].<br />
<br />
В 2007 году экспериментально доказано существование связанной системы из двух позитронов и двух электронов ([[молекулярный позитроний]]), химически соответствующий молекуле водорода Н<sub>2</sub>. Такая молекула распадается ещё быстрее, чем атомарный позитроний.<br />
<br />
== Позитроны в природе ==<br />
Считается, что в первые мгновения после [[Большой взрыв|Большого взрыва]] количество позитронов и электронов во Вселенной было примерно одинаково, однако при остывании эта симметрия нарушилась. Пока температура Вселенной не понизилась до 1 МэВ, тепловые фотоны постоянно поддерживали в веществе определённую концентрацию позитронов путём [[рождение пар|рождения электрон-позитронных пар]] (такие условия существуют и сейчас в недрах горячих звёзд). После охлаждения вещества Вселенной ниже порога рождения пар оставшиеся позитроны аннигилировали с избытком электронов.<br />
<br />
В космосе позитроны рождаются при взаимодействии с веществом гамма-квантов и энергичных частиц [[космические лучи|космических лучей]], а также при распаде некоторых типов этих частиц (например, положительных [[мюон]]ов). Таким образом, часть первичных космических лучей составляют позитроны, так как в отсутствие электронов они стабильны. В некоторых областях Галактики обнаружены аннигиляционные гамма-линии 511 кэВ, доказывающие присутствие позитронов.<br />
<br />
В солнечном термоядерном [[pp-цикл]]е (а также в [[CNO-цикл]]е) часть реакций сопровождается эмиссией позитрона, который немедленно аннигилирует с одним из электронов окружения; таким образом, часть солнечной энергии выделяется в виде позитронов, и в ядре Солнца всегда присутствует некоторое их количество (в равновесии между процессами образования и аннигиляции).<br />
<br />
Некоторые природные радиоактивные ядра (первичные, радиогенные, космогенные) испытывают бета-распад с [[позитронная эмиссия|излучением позитронов]]. Например, часть распадов природного изотопа [[Калий-40|<sup>40</sup>K]] (около 0,001 % случаев)<ref>{{статья|автор=Engelkemeir D. W., Flynn K. F., Glendenin L. E.|заглавие=Positron Emission in the Decay of K<sup>40</sup>|издание=[[Physical Review]]|год=1962|том=126 |выпуск=5|номер=|страницы=1818 |ссылка=https://archive.org/details/sim_physical-review_1962-06-01_126_5/page/1818|doi=10.1103/PhysRev.126.1818 |arxiv=|bibcode=1962PhRv..126.1818E|язык=en}}</ref> происходит именно по этому каналу. Кроме того, гамма-кванты с энергией более 1,022 МэВ, возникающие при радиоактивных распадах, могут [[Рождение пар|рождать электрон-позитронные пары]], взаимодействуя с веществом.<br />
<br />
При взаимодействии электронного [[антинейтрино]] (с энергией больше 1,8 МэВ) и [[протон]]а происходит реакция [[обратный бета-распад|обратного бета-распада]] с образованием позитрона: <math>p^+ + \bar{\nu}_e \rightarrow n^0 + e^+.</math> Такая реакция происходит в природе, поскольку существует поток антинейтрино с энергией выше порога обратного бета-распада, возникающих, например, при [[бета-распад]]е природных радиоактивных ядер.<br />
<br />
== См. также ==<br />
* [[Электрон]]<br />
* [[Позитроний]]<br />
* [[Антивещество]]<br />
<br />
== Примечания ==<br />
{{примечания}}<br />
<br />
== Литература ==<br />
{{Навигация|Тема=Позитрон|Викисловарь=позитрон}}<br />
* Все известные свойства позитрона систематизированы в обзоре Particle Data Group [http://pdg.lbl.gov/2007/listings/s003.pdf].<br />
* Климов А. Н. Ядерная физика и ядерные реакторы. М. [[Атомиздат]], 1971.<br />
<br />
{{Квантовая электродинамика}}<br />
{{Частицы}}<br />
{{Внешние ссылки}}<br />
<br />
[[Категория:Антивещество]]<br />
[[Категория:Лептоны]]<br />
[[Категория:Стандартная модель]]<br />
[[Категория:Заряженные частицы]]<br />
[[Категория:Стабильные элементарные частицы]]<br />
[[Категория:Заряженные элементарные частицы]]</div>imported>InternetArchiveBot