24.3 o que é um pósitron? O que acontece a um núcleo quando ele emite um pósitron? Um pósitron e um elétron ambos desaparecem quando colidem. Para onde eles vão?
Passo 1
O enunciado pede três coisas: (
) definir o que é um pósitron, (
) explicar o que acontece em um núcleo quando ele emite um pósitron e (
) dizer para onde vão o pósitron e o elétron quando colidem. O conteúdo envolve partículas elementares, decaimento
e aniquilação de matéria e antimatéria.
Passo 2
Um pósitron é a antipartícula do elétron. Ele tem a mesma massa do elétron, mas carga elétrica positiva. Em notação de partículas lepton, escrevemos o pósitron como
e o elétron como
Cada tipo de partícula tem um número leptônico; o pósitron tem número leptônico
, invertendo o sinal do elétron.
Passo 3
Quando um núcleo rico em prótons sofre decaimento
, um próton interno é convertido em nêutron via interação fraca, gerando um pósitron e um neutrino eletrônico. A reação simplificada é
Nesse processo o número de massa
do núcleo não muda, mas o número atômico
diminui em
, pois há uma conversão de próton em nêutron.
Passo 4
Quando um pósitron encontra um elétron, ocorre aniquilação mútuas, pois eles são partícula e antipartícula. Eles “desaparecem” e sua energia de repouso (e qualquer energia cinética) é transformada em fótons gama. A reação típica é
onde cada fóton tem energia de aproximadamente
e saem em direções opostas para conservar momento e energia.