Uitleg in 60 seconden

Een positron is de antimateriepartner van een elektron. Het heeft precies dezelfde massa als een elektron, maar een tegengestelde elektrische lading. Afgezonderd van materie kunnen positronen eeuwig bestaan. Wanneer een positron echter een elektron ontmoet, worden de twee deeltjes vernietigd in een flits van energie.

Theoreticus Paul Dirac voorspelde positronen en andere antideeltjes in 1928. Door de klassieke beschrijving van de beweging van een elektron te combineren met de nieuwe relativiteitstheorieën en de kwantummechanica, vond Dirac een raadselachtige oplossing voor zijn vergelijkingen: een elektron dat met negatieve energie beweegt, wat onmogelijk is in de klassieke natuurkunde. Hij interpreteerde zijn resultaat als een antideeltje dat met positieve energie beweegt. Vier jaar later nam de natuurkundige Carl Anderson in een experiment met een nevelkamer het door Dirac voorspelde positron waar. Voor hun ontdekkingen ontvingen Dirac en Anderson beide de Nobelprijs.

Heden ten dage hebben positronen talrijke toepassingen in deeltjesfysisch onderzoek en medische beeldvormingstechnieken. Wetenschappers kunnen het annihilatieproces “omkeren” en grote aantallen positronen creëren door bijvoorbeeld een stuk metaal te bombarderen met een intense elektronenbundel. Een andere bron van positronen zijn radioactieve isotopen zoals koolstof-11. Ziekenhuizen gebruiken versnellers om deze kortlevende isotopen te produceren en gebruiken ze als medische markers bij Positron Emissie Tomografie. Met de PET-techniek kunnen biologische processen en systemen zoals de bloedstroom, het metabolisme en de neuronreceptoren worden gevisualiseerd.

Download de pdf-versie van dit artikel