Positrone

Il positrone, chiamato anche antielettrone o positone (meno usato),^[2] è l'antiparticella dell'elettrone. Come tale, è un leptone di prima generazione con carica elettrica +e, uguale e opposta a quella dell'elettrone, lo stesso spin 1/2 e la stessa massa.^[3][4]

Positrone
Foto del primo positrone mai osservato
Classificazione	Particella elementare
Famiglia	Fermioni
Gruppo	Antileptoni
Generazione	Prima
Interazioni	Gravità, elettromagnetica, debole
Simbolo	e+, β+
Antiparticella	Elettrone (e−)
Teorizzata	Paul Dirac (1928)
Scoperta	Carl D. Anderson (1932)
Proprietà fisiche
Massa	9,1093826(16)×10−31 kg 1/1/5,4858990945(24)×10−4 u 0,510998918(44) MeV/(c2)[1]
Carica elettrica	+1 e +1,602176634×10−19 C
Carica di colore	No
Spin	½

Il positrone è stata la prima antiparticella osservata sperimentalmente; la sua esistenza era stata prevista da Paul Dirac.^[5]

Storia

I positroni furono scoperti nei raggi cosmici da Carl Anderson nel 1932.^[6] Furono Patrick Blackett e Giuseppe Occhialini^[7] a completare la scoperta l'anno successivo, confermando la previsione teorica dell'esistenza di un'antiparticella dell'elettrone, formulata da Paul Dirac nel 1928 come conseguenza della propria equazione^[5]

I positroni sono usati anche in campo medico. La tomografia a emissione di positroni (PET) è una tecnica che permette di valutare la presenza di cellule tumorali somministrando al paziente sostanze metabolicamente attive marcate con radioisotopi soggetti a decadimento β⁺, che quindi emettono positroni.^[8]

Annichilazione

Lo stesso argomento in dettaglio: Annichilazione elettrone-positrone.

Quando un positrone viene in contatto con un elettrone si ha un processo di annichilazione e la loro massa viene convertita in energia, nella maggior parte dei casi sotto forma di due fotoni ad altissima energia nella banda dei raggi gamma, secondo il seguente processo:^[9]

${\displaystyle e^{+}+e^{-}\longrightarrow 2\ {\mbox{fotoni}}\,\gamma }$

Prima dell'annichilazione, il positrone e l'elettrone possono anche formare, in determinate condizioni, un atomo di tipo esotico, per sua natura instabile, chiamato positronio.^[10]

Produzione di positroni

Un positrone può essere generato dal decadimento radioattivo β⁺ o dall'interazione con la materia di fotoni aventi energia superiore a 1,022 MeV; questo processo è chiamato produzione di coppia in quanto genera un positrone e un elettrone, in base alla conservazione della carica elettrica e del numero leptonico.^[11]