ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ ವಿಶ್ವಕೋಶ/ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್

ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ರಾಶಿಯಷ್ಟು ರಾಶಿ ಇರುವ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ಋಣಾವೇಶದ ಪರಿಮಾಣಕ್ಕೆ ಸಮವಾದ ಧನಾವೇಶ ಇರುವ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಕಣ. ಹೀಗೆ ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ಪ್ರತಿಕಣ (ಆವೇಶ-ಸಂಯುಗ್ಮೀ ಕಣ). ಈ ಕಣದ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಡಿರಾಕ್ ಮುನ್ನುಡಿದಿದ್ದ (1928). ಅವನು ರಿಲೆಟಿವಿಟಿ ಮತ್ತು ತರಂಗಬಲವಿಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಅಭ್ಯಸಿಸುತ್ತಿದ್ದಾಗ ಪಾಸಿಟ್ರಾನಿನ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಊಹಿಸುವುದು ಅಗತ್ಯವೆನಿಸಿತು. ಮುಂದೆ 1932ರಲ್ಲಿ ಅ್ಯಂಡರ್ಸನ್ ವಿಶ್ವಕಿರಣಗಳ ವಿಚಾರವಾಗಿ ನಡೆಸಿದ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಡಿರಾಕ್ ನುಡಿದ ಭವಿಷ್ಯವಾಣಿ ನಿಜವೆಂದು ಸ್ಥಿರವಾಯಿತು. ಅಂದರೆ ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಇರುವುದು ಖಾತ್ರಿ ಆಯಿತು. ಮೇಘ ಕೋಷ್ಠದ (ಕ್ಲೌಡ್ ಚೇಂಬರ್) ಛಾಯಾಚಿತ್ರಫಲಕಗಳಲ್ಲಿ ಹಾದು ಹೋದ ಕೆಲವು ಕಣಗಳ ಜಾಡುಗಳನ್ನು ಆ್ಯಂಡರ್ಸನ್ ಪರಿಶೀಲಿಸುತ್ತಿದ್ದಾಗ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಣದ ಜಾಡಿಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾದ ಹೊಸ ಜಾಡನ್ನು ಗುರ್ತಿಸಿದ. ಅದರ ದಪ್ಪ ಮತ್ತು ಕಾಂತಕ್ಷೇತ್ರದಿಂದ ಉಂಟಾದ ಅದರ ಬಾಗುವಿಕೆ ಇವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ಆ ಹೊಸ ಜಾಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ರಾಶಿಯಷ್ಟೇ ರಾಶಿ ಆದರೆ ಧನಾವೇಶ ಇರುವ ಕಣದಿಂದ ಉಂಟಾಗಿರಬೇಕೆಂದು ತೀರ್ಮಾನಿಸಿದ. ಅನಂತರ ನಡೆಸಿದ ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಂದ ಇದು ಸ್ಥಿರಪಟ್ಟಿತು. ಈ ಹೊಸ ಕಣಕ್ಕೆ ಧನಾವಿಷ್ಟ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅಥವಾ ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಎಂಬುದಾಗಿ ಆ್ಯಂಡರ್ಸನ್ ಹೆಸರಿಟ್ಟ. ವಿಶ್ವಕಿರಣಗಳಲ್ಲಿ ಪಾಸಿಟ್ರಾನುಗಳು ಅಧಿಕ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬಂದಿವೆ. ಕೆಲವು ವೇಳೆ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳೂ ಪಾಸಿಟ್ರಾನುಗಳೂ ಸಮಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿಯೇ ಇರುವುದುಂಟು. ಅಧಿಕ ಶಕ್ತಿಯುಳ್ಳ (1.02 MeVಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಇರುವ) ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳು ಅಥವಾ ಫೋಟಾನುಗಳು ಪರಮಾಣುಬೀಜಗಳೊಂದಿಗೆ ಪರಸ್ಪರ ಕಲೆತಾಗ ಫೋಟಾನ್ ಶಕ್ತಿ ಪೂರ್ತಿ ರಾಶಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಂಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಕಣಗಳ ಜೋಡಿ ಉತ್ಪತ್ತಿ ಆಗುತ್ತದೆ. ಫೋಟಾನ್ ಕಣದ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ 1.02 ಒeಗಿಯಷ್ಟು ಶಕ್ತಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಕಣಗಳ ರಾಶಿಗೆ ಉಪಯೋಗಿಸಲ್ಪಟ್ಟು ಉಳಿದ ಫೋಟಾನ್ ಶಕ್ತಿ, ಹೊಸತಾಗಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ ಈ ಕಣಗಳ ಚಲನಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆ ಆಗುತ್ತಿದೆ.

ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಕಣಗಳ ಆಯುಷ್ಯ ಅತ್ಯಲ್ಪ. (ಸುಮಾರು 10-9 ಸೆಕೆಂಡ್). ಪ್ರಾಯಶಃ ಈ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿಯೇ ಇದು ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಗಮನದಿಂದ ಅನೇಕ ವರ್ಷಕಾಲ ಮರೆ ಆಗಿದ್ದುದಾಗಿರಬಹುದು. ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಕಣ ವಸ್ತುವಿನ ಮಧ್ಯೆ ಚಲಿಸಿದಾಗ ತನ್ನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬೇಗನೆ ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಣದೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆತು ಈ ಎರಡು ವಸ್ತು ಕಣಗಳೂ ವಿನಾಶವಾಗಿ ಅವುಗಳ ರಾಶಿ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದಲೇ ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಕಣವನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಣದ ಪ್ರತಿಕಣ ಅಥವಾ ಪ್ರತಿಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಎಂದೂ ಕರೆಯುವುದುಂಟು.

ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್‍ಕಣ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆತು ವಿನಾಶವಾಗುವ ಮೊದಲು ಪಾಸಿಟ್ರೋನಿಯಮ್ ಎಂಬ ನಡುವಿನ ಒಂದು ಸ್ಥಿತಿ ಸಾಧ್ಯವೆಂದು ತಿಳಿದು ಬಂದಿದೆ. ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಕಣ ವಸ್ತುವಿನ ಮಧ್ಯೆ ಚಲಿಸುವಾಗ ಅದು ಯಾವುದಾದರೊಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನೊಂದಿಗೆ ಸೇರಿಕೊಂಡು ಪಾಸಿಟ್ರೋನಿಯಮ್ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಒಂದು ವಿಧದಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುವನ್ನು ಹೋಲುತ್ತದೆ ಎನ್ನಬಹುದು. ಪಾಸಿಟ್ರೋನಿಯಮ್ಮಿನಲ್ಲಿ ಫೋಟಾನಿನ ಬದಲು ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಕಣ ಪರಮಾಣು ಬೀಜವೆಂದು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಆದರೆ ವಾಸ್ತವ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಪಾಸಿಟ್ರೋನಿಯಮ್ಮಿನಲ್ಲಿರುವ ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಣಗಳೆರಡೂ ಒಂದರ ಸುತ್ತ ಮತ್ತೊಂದು ವೃತ್ತ ಕಕ್ಷೆಗಳಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಪಾಸಿಟ್ರೋನಿಯಮ್ಮಿನ ಆಯುಷ್ಯ ಅತ್ಯಲ್ಪವಾಗಿದ್ದು ಅಂತ್ಯದಲ್ಲಿ ಅದು ವಿನಾಶವಾಗಿ ಅದರ ರಾಶಿ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಐನ್‍ಸ್ಟೈನ್ ಅವರ ವಿಶೇಷ ಸಾಪೇಕ್ಷತಾಸಿದ್ಧಾಂತದ ಪ್ರಕಾರ ರಾಶಿಯನ್ನು (ಒ) ಶಕ್ತಿ (ಇ) ಆಗಿಯೂ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ರಾಶಿಯಾಗಿಯೂ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದೆಂದು ತೋರಿಸಿದೆ ; ಇ=ಒಛಿ2. ಇಲ್ಲಿ ಅ ಎಂಬುದು ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗ. ಫೋಟಾನ್ ಶಕ್ತಿ ಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಂಡು ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಜೋಡಿ ಸೃಷ್ಟಿಯಾಗುವುದು ಹಾಗೂ ಈ ಜೋಡಿ ವಿನಾಶವಾದಾಗ ರಾಶಿ ಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗುವುದು ಈ ಎರಡು ಕಾರ್ಯಗಳ ಮೂಲಕ ಮೇಲಿನ ರಾಶಿ-ಶಕ್ತಿ ನಿಯಮವನ್ನು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು. (ಎನ್.ಡಿ.)