正电子是电子的反物质粒子。正电子在衰变过程中会自然产生,并且很容易在实验室中人工产生:一层薄薄的黄金在用高功率激光照射时会产生数千亿个正电子。粒子加速器在正常运行时都会产生这些粒子。
所以有了这样一个容易得到的供应,当然物理学家天生好奇,会用电子消灭它们。所以你的第一个问题的答案是肯定的。所有的时间。探测是在云室中进行的。你可以谷歌。它只是一个小工具,可以让你拍摄正电子的路径,例如,在磁场中,正电子向相反的方向卷曲。它还将展示当他们相遇时会发生什么:他们消失了。砰,一对光子出现(如果能量低)。
这就是发生的事情:男孩和女孩在低能量的慢舞和流行音乐中相遇,两个小光子。一个高能量的舞蹈和大量的粒子出现在他们的位置上,把所有的能量吸收成质量。
换句话说,发生了相互作用,能量和质量发生了交换。就是这样:不多不少。
PET扫描仪是一个医用的小玩意,可以把放射性物质注射到你的身体里。这种物质的正电子产生的β衰变,说,钾40(钾)的放射性同位素或氧15(放射性同位素氧)与电子湮灭在你的身体,在癌症细胞,并产生伽马射线光子所检测到身体之外的特殊射线照相机。然后重建一个3D图像,比如说,一个癌症肿瘤。
PET是正电子发射断层摄影术的缩写。粒子加速器无时无刻都在制造和收集大量的反物质粒子,以非常高的能量将它们湮灭,然后观察到底发生了什么相互作用。
关于反物质没有什么深奥的东西,它有一个普通的日常使用的东西,从在欧洲核子研究中心的高能实验到卑微的核医学,以观察你的内脏。
在毁灭事件中到底会发生什么?在相互作用中,事物会交换出现的事物和进入的事物的特性是不同的,但是某些事物是守恒的,比如能量,动量,电荷等等。从这些交换中,物理定律可以被发现、推导和研究,被证实甚至被证伪,所有这些都可以用合适的数学语言进行。
但是,如果你期望用人类语言来叙述“到底发生了什么”,你会永远感到沮丧,因为语言并不是手头工作的合适工具