Positron

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Positron
Propriétés générales
Classification Lepton
Composition élémentaire
Propriétés physiques
Masse 510,998 918 (44) keV/c²
(9,109 382 6(16)×10-31 kg)
Charge électrique +1,60217653(14)×10-19 C
Charge de couleur 0
Spin ½
Durée de vie Stable

En physique des particules, le positron ou positon[1], encore appelé antiélectron est l'antiparticule associée à l'électron. Il possède une charge électrique de +1 charge élémentaire (contre -1 pour l'électron), le même spin et la même masse que l'électron. C'est la première antiparticule découverte, ce qui explique qu'elle n'ait pas le nom composite d'« anti-électron ».

Description[modifier | modifier le code]

La théorisation de cette particule fut provoquée par l'écriture par Paul Dirac, en 1928, d'une équation relativiste décrivant l'électron. Cette équation, appelée maintenant équation de Dirac, admet des résultats dont une part correspond à l'électron, alors qu'une autre, inverse, ne semblait pas, à l'époque, avoir de sens immédiat. En 1929, Dirac proposa la possibilité que cette part soit la description des protons, qui seraient donc les particules inverses des électrons[2]. Cette tentative d'explication fut abandonnée rapidement, et en 1931, Dirac proposa de considérer l'existence d'une nouvelle particule, le positron[3].

En 1932, Carl David Anderson annonça les résultats de ses recherches sur les rayons cosmiques : ses photographies prises dans une chambre à brouillard montraient quantité d'électrons, ainsi que quelques traces qui semblaient correspondre à des particules proches des électrons, mais à la charge opposée. Des expérimentations en laboratoires permirent ensuite de créer ces positrons.

Dans le vide, le positron est une particule stable. Mais en traversant la matière, quand un positron de basse énergie entre en collision avec un électron de basse énergie, les deux s'annihilent, c'est-à-dire que leur masse est convertie en énergie sous forme de deux photons gamma.

Un positron peut être le produit de désintégration d'un noyau radioactif. Il s'agit alors d'une désintégration β+.

Un positron peut être créé lors de l'interaction d'un photon d'énergie supérieure à 1,022 MeV avec un noyau atomique (2mec² = 2×0,511 MeV, où me est la masse d'un électron, et c la vitesse de la lumière). Ce processus s'appelle production de paires (voir Rayon gamma), car deux particules (positron et électron) sont créées par l'énergie du photon. Les premiers positrons furent observés par ce processus lorsque des rayons gamma cosmiques s'enfoncent dans l'atmosphère.

Applications[modifier | modifier le code]

Voir article détaillé Tomographie par émission de positons.


Développements en science-fiction[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Cerveau positronique.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Le terme français est positon alors que « positron » est le terme anglais selon la Commission Électrotechnique Internationale (IEC), « IEC IEV ref 393-11-08 ».
  2. P. A. M. Dirac, « A Theory of Electrons and Protons »
  3. P. A. M. Dirac, Quantised Singularities in the Quantum Field,‎ 1931, 2–3 p. (lien DOI?, lire en ligne)

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

  • La prédiction de l'antimatière, article de 1930 de Dirac en ligne et commenté sur BibNum.