Positrone

Un positrone è una particella di tipo elementare (non essendoci prove che sia composta da altre particelle più semplici) la cui carica elettrica è uguale a quella dell'elettrone, ma positiva. A causa di questa caratteristica, si dice che il positrone sia l'antiparticella di questa particella subatomica.

Per comprendere chiaramente la nozione di positrone, bisogna affrontare altri concetti. Le antiparticelle, che includono i positroni, sono le controparti delle particelle: le loro masse sono identiche, ma le cariche elettriche sono invertite (positive/negative, negative/positive)

Antiparticelle come i positroni (che sono anche chiamati antielettroni), d'altra parte, formano un tipo di materia chiamata antimateria, così come le particelle formano la materia ordinaria.

Nella fine degli anni 1920, il fisico inglese Paul Dirac ipotizzò l'esistenza dei positroni. Infine, nel 1932, l'americano Carl David Anderson fu in grado di confermarlo dallo studio dei raggi cosmici. Se la convenzione di denominazione delle particelle fosse stata seguita, il nome del positrone dovrebbe essere anti-elettrone; la spiegazione di questo non è che è stata la prima antiparticella ad essere scoperta e che la sua carica è positiva.

La creazione di positroni è causata da alcuni processi nucleari. Nel 2008, gli scienziati di un laboratorio americano sono riusciti a creare positroni applicando un laser a una superficie d'oro bianco. I positroni sono anche popolari nella fantascienza: nel film Ghostbusters, i fasci di positroni sono usati per catturare gli spettri, mentre in diversi libri, Isaac Asimov ha immaginato che i positroni potrebbero essere usati per sviluppare cervelli robotici.

Per affrontare ulteriormente il concetto di antiparticella, prendiamo un oggetto fisico teorico che possiamo chiamare di cui conosciamo tutte le proprietà, come la carica e la massa, in modo da poter prevedere il suo comportamento attraverso una serie di equazioni. Il suo positrone o antiparticella, che chiameremo antiOf, avrebbe lo stesso comportamento di Of, al punto da non poter distinguere un oggetto dall'altro, se nelle equazioni cambiamo il segno alle tre cose seguenti:

* la carica: se Of fosse caricato positivamente, quindi respingerebbe le cariche positive vicine, antiOf sarebbe caricato negativamente, quindi sarebbe attratto da esse e ancora non soddisferebbe tutti i requisiti per essere confuso con la particella originale;

* la parità: questo richiede di cambiare il segno delle coordinate spaziali di Of. Per esempio, se Of fosse nel punto (4,4,4,4), il suo positrone sarebbe a (-4,-4,-4). Ottenuto questo, antiOf e le cariche positive si troverebbero in un mondo "capovolto", ma questo non cambierebbe il comportamento di cui sopra, quindi sarebbe ancora possibile distinguere tra la particella e la sua antiparticella;

* il tempo: questo è il punto chiave, poiché cambiare il segno del tempo lo fa viaggiare all'indietro, così che quando antiOf si avvicina alle cariche positive lo vediamo allontanarsi da esse, come se fosse un video riprodotto al contrario, e così via.

In breve, attraverso la coniugazione di queste tre inversioni di segno, si ottiene un'antiparticella, un oggetto fisico che sembra comportarsi allo stesso modo dell'originale, anche se la realtà è diversa, molto più complessa. Nel caso del positrone, la sua carica è positiva, poiché l'elettrone ha sempre una carica negativa; d'altra parte, è conveniente pensare in modo più astratto e assumere semplicemente che si tratti di cariche opposte, poiché questa caratteristica dell'elettrone è arbitraria.