Positrone

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)
Carica elettrica	+1 e; +1,602176634×10−19 C
Carica di colore	No
Spin	½

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]

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

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]

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]

Note

^ (EN) Electron Mass -- from Eric Weisstein's World of Physics
^ Positone - Enciclopedia, su Treccani. URL consultato il 17 giugno 2025.
^ (EN) Positron | Antimatter, Annihilation, Electron | Britannica, su britannica.com, 30 aprile 2025. URL consultato il 17 giugno 2025.
^ Leptons, su hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. URL consultato il 29 settembre 2022.
^ ^a ^b Paul Adrien Maurice Dirac e Ralph Howard Fowler, The quantum theory of the electron, in Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character, vol. 117, n. 778, 1997-01, pp. 610–624, DOI:10.1098/rspa.1928.0023. URL consultato il 17 giugno 2025.
^ Carl D. Anderson, The Positive Electron, in Physical Review, vol. 43, n. 6, 15 marzo 1933, pp. 491-494, DOI:10.1103/PhysRev.43.491. URL consultato il 29 settembre 2022.
^ Atop the Physics Wave Rutherford Back in Cambridge, 1919–1937, su aip.org. URL consultato il 29 settembre 2022 (archiviato dall'url originale il 21 ottobre 2014).
^ Positron emission tomography: basic sciences, corr. 2. print, Springer, 2006, ISBN 978-1-85233-798-8.
^ Antimatter, su lbl.gov. URL consultato il 17 giugno 2025 (archiviato dall'url originale il 23 agosto 2008).
^ Leptons, su hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. URL consultato il 23 dicembre 2022.
^ (EN) Radiation - Pair Production, Photons, Electrons | Britannica, su britannica.com, 23 maggio 2025. URL consultato il 17 giugno 2025.

Voci correlate

Altri progetti

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Collegamenti esterni

(EN) positron, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
(EN) IUPAC Gold Book, "positron", su goldbook.iupac.org.

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[1] (EN) Electron Mass -- from Eric Weisstein's World of Physics

[2] Positone - Enciclopedia, su Treccani. URL consultato il 17 giugno 2025.

[3] (EN) Positron | Antimatter, Annihilation, Electron | Britannica, su britannica.com, 30 aprile 2025. URL consultato il 17 giugno 2025.

[4] Leptons, su hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. URL consultato il 29 settembre 2022.

[:0-5] Paul Adrien Maurice Dirac e Ralph Howard Fowler, The quantum theory of the electron, in Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character, vol. 117, n. 778, 1997-01, pp. 610–624, DOI:10.1098/rspa.1928.0023. URL consultato il 17 giugno 2025.

[6] Carl D. Anderson, The Positive Electron, in Physical Review, vol. 43, n. 6, 15 marzo 1933, pp. 491-494, DOI:10.1103/PhysRev.43.491. URL consultato il 29 settembre 2022.

[7] Atop the Physics Wave Rutherford Back in Cambridge, 1919–1937, su aip.org. URL consultato il 29 settembre 2022 (archiviato dall'url originale il 21 ottobre 2014).

[8] Positron emission tomography: basic sciences, corr. 2. print, Springer, 2006, ISBN 978-1-85233-798-8.

[9] Antimatter, su lbl.gov. URL consultato il 17 giugno 2025 (archiviato dall'url originale il 23 agosto 2008).

[10] Leptons, su hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. URL consultato il 23 dicembre 2022.

[11] (EN) Radiation - Pair Production, Photons, Electrons | Britannica, su britannica.com, 23 maggio 2025. URL consultato il 17 giugno 2025.

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