{"id":9194,"date":"2023-11-22T19:31:04","date_gmt":"2023-11-22T18:31:04","guid":{"rendered":"http:\/\/naukowy.blog.polityka.pl\/?p=9194"},"modified":"2023-11-25T17:00:01","modified_gmt":"2023-11-25T16:00:01","slug":"anihilacja-polska","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/2023\/11\/22\/anihilacja-polska\/","title":{"rendered":"Anihilacja polska"},"content":{"rendered":"\n
\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Polsk\u0119 czeka anihilacja! \u2013 mieli\u015bmy okazj\u0119 us\u0142ysze\u0107 ostatnio z ust znanego polityka. Brzmi strasznie, ale jak ju\u017c si\u0119 przerazimy i odetchniemy, zastan\u00f3wmy si\u0119, co to s\u0142owo w\u0142a\u015bciwie znaczy.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

Anihilacja to termin u\u017cywany w dzisiejszej fizyce. Pochodzi od \u0142aci\u0144skiego nihil<\/em>, czyli nic (np. creatio ex nihilo \u2013<\/em>\u00a0stworzenie z niczego, nihil novi \u2013<\/em>\u00a0nic nowego). Dos\u0142ownie unicestwienie, obr\u00f3cenie w nico\u015b\u0107.<\/p>\n\n\n\n

Ale w przyrodzie przecie\u017c nic nie ginie, czy\u017c nie obowi\u0105zuj\u0105 zasady zachowania? W tym wypadku zasady mechaniki kwantowej, wedle kt\u00f3rych liczba cz\u0105stek danego typu pozostaje sta\u0142a? Na przyk\u0142ad zasada zachowania liczby leptonowej – w ka\u017cdej przemianie liczba lepton\u00f3w (cz\u0105stek takich jak elektron) pozostaje sta\u0142a.<\/p>\n\n\n\n

\u017beby to wyja\u015bni\u0107, nale\u017cy odnie\u015b\u0107 si\u0119 do poj\u0119cia antymaterii. Za jej odkrywc\u0119 uwa\u017ca si\u0119 wielkiego fizyka Paula Diraca. Wyprowadzi\u0142 on relatywistyczne (uwzgl\u0119dniaj\u0105ce osi\u0105gni\u0119cia szczeg\u00f3lnej teorii wzgl\u0119dno\u015bci Einsteina) r\u00f3wnanie opisuj\u0105ce elektron. Po czym zauwa\u017cy\u0142, \u017ce spe\u0142nia je jeszcze inna, nieobserwowana dotychczas cz\u0105stka.<\/p>\n\n\n\n

Rozpatrzmy znacznie prostsze r\u00f3wnanie x2<\/sup> = 4<\/em>. Na pierwszy rzut oka rozwi\u0105zaniem otrzymywanym przez spierwiastkowanie obu stron jest x = 2.<\/em> Po chwili namys\u0142u zauwa\u017camy, \u017ce istnieje jeszcze drugie rozwi\u0105zanie: x = -2<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

Podobnie r\u00f3wnanie Diraca spe\u0142nia cz\u0105stka o masie r\u00f3wnej masie elektronu i wszystkich innych jej warto\u015bciach r\u00f3wnych warto\u015bciom elektronu pomno\u017conym przez -1. Tak wi\u0119c liczba leptonowa postulowanej cz\u0105stki by\u0142aby r\u00f3wna -1 (dla elektronu wynosi 1), a \u0142adunek +1. Tak\u0105 antycz\u0105stk\u0119 nazwano pozytonem (od dodatniego, czyli pozytywnego \u0142adunku). Dla ka\u017cdej standardowej cz\u0105stki mo\u017cemy wprowadzi\u0107 antycz\u0105stk\u0119. I tak zdefiniowan\u0105 antymateri\u0119 w postaci pozytonu nied\u0142ugo p\u00f3\u017aniej zaobserwowano.<\/p>\n\n\n\n

Elektron i pozyton maj\u0105 przeciwne \u0142adunki i przyci\u0105gaj\u0105 si\u0119. Mog\u0105 si\u0119 okr\u0105\u017ca\u0107, tworz\u0105c quasi-stabilny uk\u0142ad zwany pozytonium. Liczba lepton\u00f3w w tym uk\u0142adzie wynosi 1 + (- 1) = 0. Ca\u0142kowity \u0142adunek r\u00f3wnie\u017c wynosi 0. Pr\u0119dzej czy p\u00f3\u017aniej (piko- albo nanosekundy) cz\u0105stki stykaj\u0105 si\u0119 i anihiluj\u0105.<\/p>\n\n\n\n

Jedynymi warto\u015bciami, kt\u00f3re w przypadku pozytonium nie sumuj\u0105 si\u0119 do 0, s\u0105 masa i zale\u017cne od niej energia i p\u0119d. Einstein zweryfikowa\u0142 prawo zachowania masy \u2013 jest form\u0105 energii i to nie masa, ale ca\u0142kowita energia zostaje zachowana, zgodnie ze s\u0142ynnym przelicznikiem E = mc2<\/sup><\/em>. Co si\u0119 wi\u0119c dzieje z mas\u0105 anihilowanych cz\u0105stek? Przekszta\u0142ca si\u0119 w czyst\u0105 energi\u0119 foton\u00f3w (przenosz\u0105 tak\u017ce p\u0119d \u2013 dlatego w najprostszym uj\u0119ciu powstaj\u0105 dwa fotony rozbiegaj\u0105ce si\u0119 w przeciwnych kierunkach, by sumaryczny p\u0119d by\u0142 zachowany). Przed anihilacj\u0105 mieli\u015bmy w sumie 0 lepton\u00f3w (1 dodatni i 1 ujemny) o w sumie zerowym \u0142adunku, po anihilacji mamy tyle samo: \u017cadnych lepton\u00f3w. Masa przesz\u0142a w energi\u0119.<\/p>\n\n\n\n

Co ciekawe, je\u015bli prawie ca\u0142a energia powstaj\u0105cych foton\u00f3w pochodzi z masy anihiluj\u0105cych cz\u0105stek, b\u0119dzie to energia do\u015b\u0107 dobrze okre\u015blona. Korzystaj\u0105c z kolejnego wzoru, tym razem autorstwa Maxa Plancka, E = hv<\/em>, mo\u017cemy obliczy\u0107 ich cz\u0119stotliwo\u015b\u0107 v <\/em>(upraszczaj\u0105c, b\u0119d\u0105 wszystkie mniej wi\u0119cej tego samego koloru).<\/p>\n\n\n\n

Wprowad\u017amy do organizmu cz\u0142owieka 18-fluorodeoksyglukoz\u0119. To cz\u0105steczka cukru, w kt\u00f3rej grupa OH zosta\u0142a zast\u0105piona atomem radioaktywnego izotopu fluoru, 18-F. Fluor ten b\u0119dzie rozpada\u0142 si\u0119 na tlen, dok\u0142adniej proton w jego j\u0105drze rozpadnie si\u0119 na neutron, pozyton i neutrino (niewielk\u0105 cz\u0105stk\u0119 o licznie leptonowej 1 \u2013 by zr\u00f3wnowa\u017cy\u0107 powstanie pozytonu, sumarycznie liczba lepton\u00f3w musi si\u0119 zgadza\u0107). To tzw. rozpad \u03b2+.<\/p>\n\n\n\n

Powsta\u0142y pozyton do\u015b\u0107 szybko napotyka na swojej drodze elektron naszego cia\u0142a, po czym ulegaj\u0105 one anihilacji. Tworz\u0105 si\u0119 dwa fotony o charakterystycznej cz\u0119stotliwo\u015bci p\u0119dz\u0105ce w przeciwne strony. Fotony takie \u0142atwo wykry\u0107. B\u0119d\u0105 dobiega\u0107 z tych miejsc w organizmie, gdzie gromadzi si\u0119 stanowi\u0105cy \u017ar\u00f3d\u0142o energii cukier. Szczeg\u00f3lnie aktywne metabolicznie s\u0105 np. kom\u00f3rki nowotworowe. W ten spos\u00f3b mo\u017cna wykry\u0107 niewidoczne innymi metodami przerzuty. Tak dzia\u0142a PET, pozytonowa tomografia emisyjna.<\/p>\n\n\n\n

W zak\u0142adach medycyny nuklearnej anihilacja s\u0142u\u017cy diagnostyce od lat. Pozytony wytworzone w cz\u0105steczkach obcej (nie wiadomo, czy na pewno nie niemieckiej) fluorodeoksyglukozy\u00a0napotykaj\u0105 nasze polskie elektrony naszych polskich cia\u0142 i obracaj\u0105 je w nico\u015b\u0107, w czyst\u0105 energi\u0119. Panie Prezesie, jest znacznie gorzej, ni\u017c Pan m\u00f3wi. Anihilacja Polski od lat twa w najlepsze.<\/p>\n\n\n\n

Marcin Nowak<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ilustracja: Manticorp, Pozytonium, za <\/em>Wikimedia Commons<\/em><\/a>, CC BY-SA 3.0<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Polsk\u0119 czeka anihilacja! \u2013 mieli\u015bmy okazj\u0119 us\u0142ysze\u0107 ostatnio z ust znanego polityka. Brzmi strasznie, ale jak ju\u017c si\u0119 przerazimy i odetchniemy, zastan\u00f3wmy si\u0119, co to s\u0142owo w\u0142a\u015bciwie znaczy.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":9204,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[241,11,196],"tags":[1103,1105,350,331,975,1106,107,1104],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9194"}],"collection":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=9194"}],"version-history":[{"count":8,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9194\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":9210,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9194\/revisions\/9210"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/media\/9204"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=9194"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=9194"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=9194"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}