Was ist ein Positron?
Ein Positron ist das Antimaterie-Äquivalent eines Elektrons. Das Positron hat wie das Elektron einen Spin von ½ und eine extrem geringe Masse (etwa 1/1836 eines Protons). Die einzigen Unterschiede sind seine Ladung, die eher positiv als negativ ist (daher der Name), und seine Prävalenz im Universum, die viel niedriger ist als die des Elektrons. Als Antimaterie explodiert ein Positron, wenn es mit konventioneller Materie in Berührung kommt, in einem Schauer reiner Energie und bombardiert alles in der Nähe mit Gammastrahlen.
Positronen reagieren wie Elektronen auf elektromagnetische Felder und können mithilfe von Eingrenzungstechniken zurückgehalten werden. Sie können sich mit Antiprotonen und Antineutronen koppeln, um Antiatome und Antimoleküle zu bilden, obwohl nur die einfachsten von diesen jemals beobachtet wurden. Positronen sind im gesamten kosmischen Medium in geringer Dichte vorhanden, und es wurden sogar Antimaterie-Erntetechniken vorgeschlagen, um ihre Energie zu nutzen.
Die Existenz des Positrons wurde erstmals 1930 vom berühmten Physiker Paul Dirac postuliert und erst zwei Jahre später, 1932, in einem Teilchenbeschleunigerexperiment entdeckt. Positronen sind aufgrund ihrer geringen Größe und ihrer Reaktion auf Magnetfelder für Teilchenbeschleunigerexperimente ebenso anfällig wie Elektronen.
Heutzutage werden Positronen am häufigsten in der Positronenemissionstomographie eingesetzt, bei der einem Patienten eine kleine Menge eines Radioisotops mit einer kurzen Halbwertszeit injiziert wird. Nach einer kurzen Wartezeit konzentriert sich das Radioisotop in den interessierenden Geweben und beginnt sich zu zersetzen. Positronen freisetzen. Diese Positronen bewegen sich einige Millimeter im Körper, bevor sie mit einem Elektron kollidieren und Gammastrahlen abgeben, die vom Scanner aufgenommen werden können. Dies wird für eine Vielzahl von diagnostischen Zwecken verwendet, um das Gehirn zu untersuchen oder die Bewegung eines Arzneimittels im gesamten Körper zu verfolgen.
Futuristisch vorgeschlagene Anwendungen von Positronen umfassen Antimateriekrieg und Energieerzeugung. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass beide Anwendungen aufgrund ihrer wahllosen Wirkung in der Kriegsführung - in der modernen Kriegsführung geht es mehr um Präzision - und radioaktiven Emissionen ähnlich wie bei Atombomben in großem Umfang zum Einsatz kommen. Solange keine äußerst effizienten Mittel zur Ernte von Positronen aus dem Weltraum entwickelt werden, werden Positronen wahrscheinlich nicht zur Energiegewinnung verwendet, da sie fast so viel Energie benötigen, wie sie durch Vernichtung mit konventioneller Materie gewonnen würden.