Positronen

Positron
Klassifikation
Elementarteilchen Fermion Lepton
Eigenschaften
Ladung	1 e
Ruhemasse	5,485 799 110(12) · 10−4 u 9,109 381 88(72) · 10−31 kg 1 · me
Ruheenergie	0,510 998 902(21) MeV 8,187 104 14(64) · 10−14 J
magnetisches Moment	928,476 362(37) · 10−26 J T−1
g-Faktor	2,002 319 304 3718(75)
Spin	1/2
mittlere Lebensdauer	stabil (im absoluten Vakuum)

Erste Identifikation eines durch kosmische Strahlung erzeugten Positrons in einer Nebelkammer im Magnetfeld (Photographie von C.D. Anderson). Eine 6 mm dicke Bleiplatte trennt den oberen Bereich der Kammer vom unteren. Da die Teilchenspur im oberen Bereich stärker gekrümmt ist, hat das Teilchen hier verringerte Geschwindigkeit, muss sich also von unten nach oben bewegt haben. Daraus und aus der Ablenkrichtung lässt sich das Vorzeichen seiner Ladung bestimmen

Das Positron (Kunstwort, gebildet aus positiv und Elektron) ist ein Elementarteilchen aus der Gruppe der Leptonen. Sein Symbol ist e⁺. Es ist das Antiteilchen des Elektrons, mit dem es bis auf das Vorzeichen der elektrischen Ladung und des magnetischen Moments in allen Eigenschaften übereinstimmt.

Treffen ein Positron und ein Elektron aufeinander, kann eine Paarvernichtung (Annihilation) eintreten. In einem idealen Vakuum, in dem es keine Elektronen gibt, sind Positronen hingegen stabil.

Das Positron war das erste bekannte Antiteilchen. Seine Existenz wurde 1928 von Paul A. M. Dirac vorhergesagt. Carl David Anderson entdeckte es 1932 experimentell in der kosmischen Strahlung und gab ihm auch seinen Namen^[1].

Entstehung

Positronen entstehen

• beim β⁺-Zerfall (einer der beiden Arten des Betazerfalls),
• beim Zerfall positiver Myonen (z. B. aus der Kosmischen Strahlung)
• und bei der Paarbildung in energiereichen Stoßprozessen, nämlich:
  • Wechselwirkung harter Gammastrahlung mit Materie,
  • Experimente an Teilchenbeschleunigern,
  • Wechselwirkung der kosmischen Strahlung mit der Erdatmosphäre.

Anwendungen

Anwendungen von Positronen beruhen auf den Eigenschaften der Paarvernichtung: ihrer speziellen, leicht zu identifizierenden Strahlung oder der vollständigen Umwandlung der Teilchen-Ruhemasse in Energie.

Die Positronen-Emissions-Tomographie ist in der modernen Medizintechnik ein wichtiges bildgebendes Verfahren. Hierbei wird dem Patienten eine künstlich hergestellte, kurzlebig β⁺-radioaktive Substanz verabreicht.

Denkbare, aber noch utopische Anwendungen für Waffenzwecke wurden oder werden in den USA in militärischen Programmen [1] erforscht.

Literatur

• Lisa Randall: Verborgene Universen: Eine Reise in den extradimensionalen Raum. 4. Auflage. Fischer, Frankfurt 2006, ISBN 3100628055. 

Weblinks

Einzelnachweise

1. ↑ C. D. Anderson: The Positive Electron. In: Physical Review. 43, Nr. 6, 1933, S. 491-494 (doi:10.1103/PhysRev.43.491) (PDF).