પૉઝિટ્રૉન

પૉઝિટ્રૉન (પ્રતિ-ઈલેક્ટ્રૉન)

ક્લાઉડ ચેમ્બરમાં સૌપ્રથમ વાર જોવા મળેલ પૉઝિટ્રૉનની કાર્લ ડી. ઍન્ડરસન દ્વારા લેવાયેલ તસવીર
બંધારણ	મૂળભૂત કણ
સાંખ્યિકી	ફર્મિયોનિક
આંતરક્રિયા	ગુરુત્વાકર્ષણ, વિદ્યુતચુંબકીય, નિર્બળ આંતરક્રિયા
સંજ્ઞા	e+ , Error no symbol defined
પ્રતિકણ	ઈલેક્ટ્રૉન
વ્યાખ્યાયિત	પૉલ ડિરાક દ્વારા (૧૯૨૮)
શોધાયો	કાર્લ ડી. ઍન્ડરસન દ્વારા (૧૯૩૨)
દ્રવ્યમાન	9.10938356(11)×10−31 kg 5.485799090(16)×10−4 u 0.5109989461(13) MeV/c2
વિદ્યુતભાર	+1 e +1.602176565(35)×10−19 C
પ્રચક્રણ	1/2 (ઈલેક્ટ્રૉન જેટલો જ)

પૉઝિટ્રૉન અથવા પ્રતિ-ઈલેક્ટ્રૉન એ ઈલેક્ટ્રૉનનો પ્રતિકણ છે. તે ઈલેક્ટ્રૉનના જેટલું જ દળ અને મૂલ્યમાં તેના ઋણ વિદ્યુતભાર જેટલો જ પણ ધન વિદ્યુતભાર ધરાવતો મૂળભૂત કણ છે. ભૌતિકશાસ્ત્રી પી. એ. એમ. ડિરાકે ૧૯૨૮માં સૈદ્ધાંતિક રીતે તેના અસ્તિત્વનું સૂચન કર્યું હતું, અને ભૌતિકશાસ્ત્રી સી. ડી. ઍન્ડરસને ૧૯૩૨માં પૉઝિટ્રૉનની પ્રાયોગિક રીતે શોધ કરી હતી.

ઇતિહાસ

૧૯૨૮માં પૉલ એડ્રિએન મૉરિસ ડિરાકે સાપેક્ષતાવાદ અને ક્વૉન્ટમ યંત્રશાસ્ત્રનો સમન્વય કરીને ઈલેક્ટ્રોનના પ્રચક્રણને લાગુ પાડી શકાય તેવું સમીકરણ (ડિરાક સમીકરણ) રજૂ કર્યું. આ સમીકરણના ધન અને ઋણ દ્રવ્યમાન વાળા બે ઉકેલ મળ્યા. દળના ધન ઉકેલને અનુરૂપ કણ ઈલેક્ટ્રૉન લાંબા સમયથી જાણીતો હતો, જ્યારે ઋણ ઉકેલને અનુરૂપ કણ તે સમયે જાણીતો ન હતો. ઋણ ઉકેલ ધરાવતા આ કણને ડિરાકે ધન ઈલેક્ટ્રૉન તરીકે ઓળખાવ્યો. વધુમાં ડિરાકે એમ પણ કહ્યું કે દરેક મૂળભૂત કણને પોતાનો પ્રતિકણ હોય છે. આમ, પૉઝિટ્રૉનની સૈદ્ધાંતિક શોધ થઈ જે માટે ડિરાકને ૧૯૩૩ના વર્ષનું ભૌતિકશાસ્ત્રનું નોબેલ પારિતોષિક એનાયત થયું હતું ૧૯૩૨માં કૉસ્મિક કિરણોની આંતરક્રિયાના અભ્યાસ દરમ્યાન ભૌતિકશાસ્ત્રી કાર્લ ડેવિડ ઍન્ડરસને પોઝિટ્રૉનની પ્રાયોગિક રીતે શોધ કરી, જે માટે તેમને ૧૯૩૬માં ભૌતિકશાસ્ત્રનું નોબેલ પારિતોષિક એનાયત થયું હતું.

ગુણધર્મો

પૉઝિટ્રૉન સ્થિર (સ્ટેબલ) કણ છે, પણ દ્રવ્યની હાજરીમાં તે ઈલેક્ટ્રૉન સાથે આંતરક્રિયા કરીને ઊર્જામાં એટલે કે ફોટૉનમાં વિલોપન પામે છે. પૉઝિટ્રૉનનું દળ m = 9.10938356(11)×10⁻³¹ કિગ્રા. તથા વિદ્યુતભાર e = +1.602176565(35)×10⁻¹⁹ કુલંબ છે. તે 1/2 પ્રચક્રણ ધરાવે છે અને ફર્મિ-ડિરાક સાંખ્યિકીને અનુસરે છે. યુરેનિયમ જેવા ભારે તત્ત્વોના ક્ષય દરમ્યાન પૉઝિટ્રૉન ઉત્સર્જિત થતો હોય છે. કેટલીક વાર ઈલેક્ટ્રૉન સાથે પોઝિટ્રૉન બદ્ધ થઈને અલ્પજીવી પરમાણુ પૉઝિટ્રૉનિયમ રચે છે. આવા પૉઝિટ્રૉનિયમ બે પ્રકારના હોય છે: (૧) ઑર્થોપૉઝિટ્રૉનિયમ, જેમાં બે કણો ઈલેક્ટ્રૉન અને પૉઝિટ્રૉનનું પ્રચક્રણ સમાંતર હોય છે અને (૨) પૅરાપૉઝિટ્રૉનિયમ, જેમાં બે કણોના પ્રચક્રણ પ્રતિસમાંતર હોય છે. ઑર્થોપૉઝિટ્રૉનિયમનો જીવનકાળ 10^-7 સેકન્ડ છે અને ત્યારબાદ તે ત્રણ ફોટૉનમાં ક્ષય પામે છે. પૅરાપૉઝિટ્રૉનિયમનો જીવનકાળ થોડોક ઓછો હોય છે, અને ત્યારબાદ તે બે ફોટૉનમાં ક્ષય પામે છે.

1.02 MeV કરતાં વધુ ઉચ્ચ ઊર્જા ધરાવતા ફોટૉન દ્રવ્ય સાથે આંતરક્રિયા કરે ત્યારે ઈલેક્ટ્રૉન અને પૉઝિટ્રૉનની જોડ ઉત્પન્ન થતી હોય છે. વિદ્યુત-ચુંબકીય ક્ષેત્ર વડે ઈલેક્ટ્રૉન-પૉઝિટ્રૉનની જોડની આભાસી ઉત્પત્તિ શૂન્યાવકાશનું ધ્રુવીકરણ કરે છે. પરિણામે પ્રકાશનું પ્રકાશ વડે પ્રકીર્ણન થાય છે.

પૂરક વાચન

• શાહ, સુરેશ ર. (૧૯૮૯). મૂળભૂત કણો. અમદાવાદ: યુનિવર્સિટી ગ્રંથનિર્માણ બૉર્ડ.