โพซิตรอน (แอนติอิเล็กตรอน)

ภาพถ่ายจากห้องเมฆ (Cloud chamber) โดย ซีดี แอนเดอร์สันแสดงอนุภาคโพซิตรอนตัวแรกที่ถูกค้นพบแผ่นตะกั่วหนา 6 มิลลิเมตรคั่นระหว่างห้องเมฆ การเบี่ยงเบนและทิศทางของร่องรอยไอออนของอนุภาคบ่งชี้ว่าอนุภาคดังกล่าวเป็นโพซิตรอน
องค์ประกอบ	อนุภาคพื้นฐาน
สถิติ	เฟอร์มิออนิก
รุ่น	อันดับแรก
ปฏิสัมพันธ์	แรงโน้มถ่วง , แม่เหล็กไฟฟ้า , อ่อน
เครื่องหมาย	อี+, β+
อนุภาคปฏิปักษ์	อิเล็กตรอน
ตั้งทฤษฎี	พอล ดิแรก (1928)
ค้นพบ	คาร์ล ดี. แอนเดอร์สัน (1932)
มวล	ฉัน​9.109 383 7139 (28) × 10 −31  กก. ‍ [1 ]5.485 799 090 441 (97) × 10 −4  ดา‍ [2 ]0.510 998 950 69 (16)  MeV/ ค2 ‍ [3 ]
อายุขัยเฉลี่ย	เสถียร (เช่นเดียวกับอิเล็กตรอน )
ประจุไฟฟ้า	+1  e +1.602 176 634 × 10 −19  C ‍ [4 ]
สปิน	⁠1/2ħ  (เหมือนกับอิเล็กตรอน)
ไอโซสปินอ่อน	ซ้ายมือ : 0, ขวามือ : ⁠1/2⁠

โพซิตรอนหรือแอนติอิเล็กตรอนเป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า +1 eสปิน 1/2  ħ (เช่นเดียวกับอิเล็กตรอน) และมวลเท่ากับอิเล็กตรอนมันเป็นอนุภาคปฏิปักษ์ ( คู่ตรงข้ามของ สสารปฏิปักษ์ ) ของอิเล็กตรอน เมื่อ โพซิตรอนชนกับอิเล็กตรอน จะเกิด การทำลายล้างหากการชนนี้เกิดขึ้นที่พลังงานต่ำ จะส่งผลให้เกิดโฟตอน สองตัวหรือมากกว่า นั้น

โพซิตรอนสามารถเกิดขึ้นได้จาก การสลายตัวของกัมมันตรังสีแบบ ปล่อยโพซิตรอน (ผ่านปฏิกิริยาแบบอ่อน ) หรือจากการสร้างคู่ ของ โฟตอนที่มีพลังงานสูงเพียงพอซึ่งทำปฏิกิริยากับอะตอมในวัสดุ

ในปี ค.ศ. 1928 พอล ดิแรก ได้ตีพิมพ์บทความที่เสนอว่าอิเล็กตรอนสามารถมีประจุได้ทั้งบวกและลบ^{[ 5 ]}บทความนี้ได้นำเสนอสมการของดิแรกซึ่งเป็นการรวมกันของกลศาสตร์ควอนตัมทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและแนวคิดใหม่ในขณะนั้นเกี่ยวกับสปิน ของอิเล็กตรอน เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ซีแมนบทความนี้ไม่ได้ทำนายอนุภาคใหม่โดยชัดเจน แต่ได้อนุญาตให้อิเล็กตรอนมีพลังงานบวกหรือลบเป็นคำตอบได้ต่อมาเฮอร์มันน์ เวย์ลได้ตีพิมพ์บทความที่กล่าวถึงนัยทางคณิตศาสตร์ของคำตอบพลังงานลบ^{[ 6 ]}คำตอบพลังงานบวกอธิบายผลการทดลองได้ แต่ดิแรกก็งงกับคำตอบพลังงานลบที่ถูกต้องเช่นกันซึ่งแบบจำลองทางคณิตศาสตร์อนุญาต กลศาสตร์ควอนตัมไม่อนุญาตให้ละเลยคำตอบพลังงานลบได้ง่ายๆ เหมือนที่กลศาสตร์คลาสสิกมักทำในสมการดังกล่าว คำตอบคู่ขนานนี้บ่งบอกถึงความเป็นไปได้ที่อิเล็กตรอนจะกระโดดระหว่างสถานะพลังงานบวกและลบโดยธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการสังเกตการเปลี่ยนสถานะดังกล่าวในเชิงทดลอง^{[ 5 ]}

Dirac เขียนบทความติดตามผลในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2462 ^{[ 7 ]}ซึ่งพยายามอธิบายวิธีแก้ปัญหาพลังงานลบที่หลีกเลี่ยงไม่ได้สำหรับอิเล็กตรอนเชิงสัมพัทธภาพ เขาโต้แย้งว่า "...อิเล็กตรอนที่มีพลังงานลบเคลื่อนที่ในสนาม [แม่เหล็กไฟฟ้า] ภายนอกราวกับว่ามันมีประจุบวก" เขายังยืนยันเพิ่มเติมว่าอวกาศทั้งหมดสามารถถือได้ว่าเป็น"ทะเล" ของสถานะพลังงานลบที่ถูกเติมเต็ม เพื่อป้องกันไม่ให้อิเล็กตรอนกระโดดระหว่างสถานะพลังงานบวก (ประจุไฟฟ้าลบ) และสถานะพลังงานลบ (ประจุบวก) บทความนี้ยังสำรวจความเป็นไปได้ที่โปรตอนจะเป็นเกาะในทะเลนี้ และอาจเป็นอิเล็กตรอนที่มีพลังงานลบ Dirac ยอมรับว่าการที่โปรตอนมีมวลมากกว่าอิเล็กตรอนมากเป็นปัญหา แต่แสดง "ความหวัง" ว่าทฤษฎีในอนาคตจะแก้ไขปัญหานี้ได้^{[ 7 ]}

โรเบิร์ต โอปเพนไฮเมอร์โต้แย้งอย่างหนักแน่นว่าโปรตอนไม่ใช่คำตอบของอิเล็กตรอนพลังงานลบในสมการของดิแรก เขาอ้างว่าหากเป็นเช่นนั้น อะตอมไฮโดรเจนจะทำลายตัวเองอย่างรวดเร็ว^{[ 8 ]}เวย์ลในปี 1931 แสดงให้เห็นว่าอิเล็กตรอนพลังงานลบจะต้องมีมวลเท่ากับอิเล็กตรอนพลังงานบวก^{[ 9 ]}ด้วยความเชื่อมั่นในข้อโต้แย้งของโอปเพนไฮเมอร์และเวย์ล ดิแรกจึงตีพิมพ์บทความในปี 1931 ที่ทำนายการมีอยู่ของอนุภาคที่ยังไม่เคยถูกสังเกตมาก่อน ซึ่งเขาเรียกว่า "แอนติอิเล็กตรอน" ซึ่งจะมีมวลเท่ากันและมีประจุตรงข้ามกับอิเล็กตรอน และจะทำลายล้างซึ่งกันและกันเมื่อสัมผัสกับอิเล็กตรอน^{[ 10 ]}

Ernst Stueckelbergและต่อมาRichard Feynmanได้เสนอการตีความโพซิตรอนว่าเป็นอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ย้อนกลับไปในเวลา^{[ 11 ]}โดยตีความใหม่ถึงคำตอบพลังงานลบของสมการ Dirac อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ย้อนกลับไปในเวลาจะมีประจุไฟฟ้าบวกJohn Archibald Wheelerได้นำแนวคิดนี้มาใช้เพื่ออธิบายคุณสมบัติที่เหมือนกันของอิเล็กตรอนทั้งหมด โดยเสนอว่า"พวกมันทั้งหมดเป็นอิเล็กตรอนตัวเดียวกัน" ที่มี เวิลด์ไลน์ ที่ซับซ้อนและ ตัดกันเอง^{[ 12 ]} ต่อมา Yoichiro Nambuได้นำไปใช้กับการสร้างและการทำลายคู่ของอนุภาค-ปฏิอนุภาคทั้งหมด โดยระบุว่า "การสร้างและการทำลายคู่ที่อาจเกิดขึ้นในตอนนี้และในอนาคตนั้นไม่ใช่การสร้างหรือการทำลาย แต่เป็นการเปลี่ยนทิศทางของอนุภาคที่เคลื่อนที่จากอดีตสู่อนาคต หรือจากอนาคตสู่อดีต" ^{[ 13 ]}มุมมองย้อนหลังในเวลาปัจจุบันได้รับการยอมรับว่าเทียบเท่ากับภาพอื่นๆ อย่างสมบูรณ์ แต่ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับคำศัพท์ระดับมหภาคอย่าง "สาเหตุ" และ "ผล" ซึ่งไม่ปรากฏในคำอธิบายทางกายภาพระดับจุลภาค

ตั้งแต่ปี 1923 ขณะที่ใช้ห้องเมฆ วิลสัน เพื่อศึกษา ปรากฏการณ์ คอมป์ตันดมิทรี สโกเบลต์ซินสังเกตเห็นร่องรอยที่ทำหน้าที่เหมือนอิเล็กตรอน แต่โค้งไปในทิศทางตรงกันข้ามเมื่อมีสนามแม่เหล็ก สโกเบลต์ซินนำเสนอภาพถ่ายที่มีปรากฏการณ์นี้ในการประชุมที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ระหว่างวันที่ 23-27 กรกฎาคม 1928 ^{[ 14 ]} หลักฐานภาพถ่ายที่คล้ายกันนี้เคยพบเห็นโดยไอรีนและเฟรเดอริก โจลิโอต์-คูรีและคนอื่นๆ แต่ในขณะนั้นไม่มีใครสามารถอธิบายร่องรอยที่ผิดปกติเหล่านี้ได้^{[ 15 ] [ 16 ] สโกเบลต์ซิ น}ได้ปูทางไปสู่การค้นพบโพซิตรอนในที่สุดด้วยผลงานสำคัญสองประการ ได้แก่ การเพิ่มสนามแม่เหล็กให้กับห้องเมฆของเขา (ในปี 1925 ^{[ 17 ]} ) และการค้นพบรังสีคอสมิก ของอนุภาคที่มีประจุ [ ^{18 ] [ 19 ]}ซึ่งเขาได้รับการยกย่องในปาฐกถาโน เบ ลของคาร์ล เดวิด แอนเดอร์สัน^{[ 20 ]}

ในทำนองเดียวกัน ในปี พ.ศ. 2462 ชุงเหยาเฉานักศึกษาปริญญาโทชาวจีนที่Caltechสังเกตเห็นผลลัพธ์ที่ผิดปกติบางอย่าง^{[ 21 ]}ซึ่งบ่งชี้ว่าอนุภาคมีพฤติกรรมคล้ายอิเล็กตรอน แต่มีประจุบวก แม้ว่าผลลัพธ์จะไม่ชัดเจนและไม่ได้มีการศึกษาปรากฏการณ์นี้ต่อ^{[ 22 ]}ห้าสิบปีต่อมา แอนเดอร์สันยอมรับว่าการค้นพบของเขาได้รับแรงบันดาลใจจากงานของชุงเหยาเฉา เพื่อนร่วมชั้นที่ Caltech แอนเดอร์สันใช้แหล่งกำเนิดรังสีเดียวกัน แต่ใช้ห้องเมฆแม่เหล็กซึ่งทำให้เขาสามารถมองเห็นร่องรอยของแอนติอิเล็กตรอนได้^{[ 23 ]}

แอนเดอร์สันค้นพบโพซิตรอนเมื่อวันที่ 2 สิงหาคม พ.ศ. 2475 ^{[ 24 ]}ซึ่งทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี พ.ศ. 2479 ^{[ 25 ]}แอนเดอร์สันไม่ได้เป็นผู้บัญญัติศัพท์คำว่าโพซิตรอนแต่ยอมรับคำนี้ตามคำแนะนำของ บรรณาธิการวารสาร Physical Reviewซึ่งเขาได้ส่งบทความการค้นพบของเขาไปในช่วงปลายปี พ.ศ. 2475 โพซิตรอนเป็นหลักฐานแรกของปฏิสสารและถูกค้นพบเมื่อแอนเดอร์สันปล่อยให้รังสีคอสมิกผ่านเข้าไปในห้องเมฆและแผ่นตะกั่ว แม่เหล็กล้อมรอบอุปกรณ์นี้ ทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของอนุภาคไปในทิศทางต่างๆ ตามประจุไฟฟ้า ร่องรอยไอออนที่โพซิตรอนแต่ละตัวทิ้งไว้ปรากฏบนแผ่นฟิล์มถ่ายภาพโดยมีความโค้งที่ตรงกับอัตราส่วนมวลต่อประจุของอิเล็กตรอน แต่ในทิศทางที่แสดงว่าประจุของมันเป็นบวก^{[ 26 ]}

แอนเดอร์สันเขียนในภายหลังว่าโพซิตรอนน่าจะถูกค้นพบได้เร็วกว่านี้หากอิงจากงานของชุงเหยาเฉา หากมีการติดตามผลต่อไป^{[ 22 ]}เฟรเดอริกและอิเรน โจลิโอต์-คูรีในปารีสมีหลักฐานของโพซิตรอนในภาพถ่ายเก่าเมื่อผลการวิจัยของแอนเดอร์สันออกมา แต่พวกเขากลับมองว่าเป็นโปรตอน^{[ 26 ] [ 27 ]}

โพซิตรอนยังถูกค้นพบพร้อมกันโดยแพทริก แบล็กเก็ตต์และจูเซปเป อ็อกเคียลินีที่ห้องปฏิบัติการคาเวนดิชในปี พ.ศ. 2475 แบล็กเก็ตต์และอ็อกเคียลินีได้ชะลอการตีพิมพ์เพื่อรวบรวมหลักฐานที่ชัดเจนยิ่งขึ้น ดังนั้นแอนเดอร์สันจึงสามารถตีพิมพ์การค้นพบนี้ได้ก่อน^{[ 28 ]}

โพซิตรอนและนิวตริโน เกิดขึ้น ตามธรรมชาติจากการสลาย ตัว แบบ β ⁺ของไอโซโทปกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ (เช่นโพแทสเซียม-40 ) และจากปฏิกิริยาของควอนตัมแกมมา (ที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียสกัมมันตรังสี) กับสสารแอนตินิวตริโนเป็นอนุภาคปฏิสสารอีกชนิดหนึ่งที่เกิดจากกัมมันตรังสีตามธรรมชาติ (การสลายตัวแบบ β− ⁾อนุภาคปฏิสสารหลายชนิดยังถูกผลิตขึ้น (และมีอยู่ใน) รังสีคอสมิกในงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในปี 2011 โดยสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันพบว่าโพซิตรอนมีต้นกำเนิดอยู่เหนือ เมฆพายุ ฝนฟ้าคะนองโพซิตรอนถูกผลิตขึ้นในแสงวาบรังสีแกมมาที่เกิดจากอิเล็กตรอนที่ถูกเร่งความเร็วโดยสนามไฟฟ้าแรงสูงในเมฆ^{[ 29 ]}นอกจากนี้ยังพบว่าแอนติโปรตอนมีอยู่ในแถบแวนอัลเลนรอบโลกโดยโมดูลPAMELA ^{[ 30 ] [ 31 ]}

อนุภาคปฏิสสาร ซึ่งอนุภาคที่พบได้บ่อยที่สุดคืออนุภาคปฏินิวตริโนและโพซิตรอนเนื่องจากมีมวลน้อย จะถูกผลิตขึ้นในสภาพแวดล้อมใดๆ ก็ตามที่มีอุณหภูมิสูงเพียงพอ (พลังงานเฉลี่ยของอนุภาคมากกว่า เกณฑ์ การผลิตคู่ ) ในช่วงเวลาของการเกิดแบรีออนเมื่อเอกภพมีอุณหภูมิสูงและหนาแน่นมาก สสารและปฏิสสารถูกผลิตและทำลายอย่างต่อเนื่อง การมีอยู่ของสสารที่เหลืออยู่ และการไม่มีปฏิสสารที่ตรวจพบได้^{[ 32 ]}หรือที่เรียกว่าความไม่สมมาตรของแบรีออนเกิดจากการละเมิด CP : การละเมิดสมมาตร CP ที่เชื่อมโยงสสารกับปฏิสสาร กลไกที่แน่นอนของการละเมิดนี้ในระหว่างการเกิดแบรีออนยังคงเป็นปริศนา^{[ 33 ]}

การผลิตโพซิตรอนจากอนุภาคเบตา ที่มีกัมมันตรังสี⁺การสลายตัวสามารถพิจารณาได้ทั้งการผลิตโดยมนุษย์และโดยธรรมชาติ เนื่องจากการสร้างไอโซโทปรังสีสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งโดยธรรมชาติหรือโดยมนุษย์ ไอโซโทปรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่รู้จักกันดีที่สุดซึ่งผลิตโพซิตรอนคือโพแทสเซียม-40 ซึ่งเป็นไอโซโทปของโพแทสเซียมที่มีอายุยืนยาวและเกิดขึ้นเป็นไอโซโทปดั้งเดิมของโพแทสเซียม แม้ว่าจะมีสัดส่วนเพียงเล็กน้อยของโพแทสเซียม (0.0117%) แต่ก็เป็นไอโซโทปรังสีที่มีมากที่สุดในร่างกายมนุษย์ ในร่างกายมนุษย์ที่มีมวล 70 กก. (150 ปอนด์) นิวเคลียสของ^40K ประมาณ 4,400 นิวเคลียส สลายตัวต่อวินาที^{[ 34 ]}กิจกรรมของโพแทสเซียมตามธรรมชาติคือ 31 Bq /g ^{[ 35 ]}ประมาณ 0.001% ของ การสลายตัวของ ^40K เหล่านี้ ผลิตโพซิตรอนตามธรรมชาติประมาณ 4,000 ตัวต่อวันในร่างกายมนุษย์^{[ 36 ]}โพซิตรอนเหล่านี้จะพบอิเล็กตรอนในไม่ช้า เกิดการทำลายล้าง และผลิตโฟตอน 511 keV เป็นคู่ ในกระบวนการที่คล้ายคลึงกัน (แต่มีความเข้มต่ำกว่ามาก) กับที่เกิดขึ้นระหว่างขั้นตอน การตรวจ PET scan ในเวชศาสตร์นิวเคลียร์

การสังเกตการณ์ล่าสุดบ่งชี้ว่าหลุมดำและดาวนิวตรอน ผลิต พลาสมาโพซิตรอน-อิเล็กตรอนจำนวนมหาศาลในเจ็ตทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์เมฆขนาดใหญ่ของพลาสมาโพซิตรอน-อิเล็กตรอนยังเกี่ยวข้องกับดาวนิวตรอนด้วย^{[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]}

การทดลองดาวเทียมพบหลักฐานของโพซิตรอน (รวมถึงแอนติโปรตอนจำนวนเล็กน้อย) ในรังสีคอสมิกปฐมภูมิ ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนน้อยกว่า 1% ของอนุภาคในรังสีคอสมิกปฐมภูมิ^{[ 40 ]}อย่างไรก็ตาม สัดส่วนของโพซิตรอนในรังสีคอสมิกได้รับการวัดเมื่อไม่นานมานี้ด้วยความแม่นยำที่ดียิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ระดับพลังงานที่สูงขึ้นมาก และพบว่าสัดส่วนของโพซิตรอนมีมากขึ้นในรังสีคอสมิกที่มีพลังงานสูงเหล่านี้^{[ 41 ]}

สิ่งเหล่านี้ดูเหมือนจะไม่ใช่ผลผลิตของปฏิสสารจำนวนมากจากบิ๊กแบง หรือแม้แต่ปฏิสสารที่ซับซ้อนในจักรวาล (ซึ่งขาดหลักฐาน ดูด้านล่าง) แต่ปฏิสสารในรังสีคอสมิกดูเหมือนจะประกอบด้วยอนุภาคพื้นฐานเพียงสองอนุภาคนี้เท่านั้น ทฤษฎีล่าสุดชี้ให้เห็นว่าแหล่งที่มาของโพซิตรอนดังกล่าวอาจมาจากการทำลายล้างของอนุภาคสสารมืด การเร่งความเร็วของโพซิตรอนไปสู่พลังงานสูงในวัตถุทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ และการผลิตโพซิตรอนพลังงานสูงในการปฏิสัมพันธ์ของนิวเคลียสรังสีคอสมิกกับก๊าซระหว่างดาว^{[ 42 ]}

ผลเบื้องต้นจาก เครื่องวัดสเปกตรัมแม่เหล็กอัลฟา ( AMS-02 ) ที่กำลังใช้งานอยู่บนสถานีอวกาศนานาชาติแสดงให้เห็นว่าโพซิตรอนในรังสีคอสมิกมาถึงโดยไม่มีทิศทาง และมีพลังงานตั้งแต่ 0.5  GeVถึง 500 GeV ^{[ 43 ] [ 44 ]}สัดส่วนของโพซิตรอนสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 16% ของเหตุการณ์อิเล็กตรอน+โพซิตรอนทั้งหมด ที่พลังงานประมาณ 275 ± 32 GeV ที่พลังงานสูงขึ้นไปจนถึง 500 GeV อัตราส่วนของโพซิตรอนต่ออิเล็กตรอนเริ่มลดลงอีกครั้ง ฟลักซ์สัมบูรณ์ของโพซิตรอนก็เริ่มลดลงก่อน 500 GeV เช่นกัน แต่สูงสุดที่พลังงานสูงกว่าพลังงานของอิเล็กตรอนมาก ซึ่งสูงสุดประมาณ 10 GeV ^{[ 45 ] [ 46 ]}ผลลัพธ์เหล่านี้เมื่อตีความแล้วได้รับการเสนอแนะว่าเกิดจากการผลิตโพซิตรอนในเหตุการณ์การทำลายล้างของอนุภาคสสารมืดมวล มาก ^{[ 47 ]}

โพซิตรอน เช่นเดียวกับแอนติโปรตอน ดูเหมือนว่าจะไม่ได้กำเนิดมาจากบริเวณ "ปฏิสสาร" สมมุติใดๆ ในจักรวาล ในทางตรงกันข้าม ไม่มีหลักฐานของนิวเคลียสอะตอมปฏิสสารที่ซับซ้อน เช่น นิวเคลียส แอนติฮีเลียม (เช่น อนุภาคแอนติอัลฟา) ในรังสีคอสมิก สิ่งเหล่านี้กำลังถูกค้นหาอย่างจริงจัง ต้นแบบของAMS-02ที่กำหนดชื่อเป็นAMS-01ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศบน กระสวย อวกาศดิสคัฟเวอรีใน ภารกิจ STS-91ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2541 โดยการไม่ตรวจพบแอนติฮีเลียมเลยAMS-01ได้กำหนดขีดจำกัดบนของอัตราส่วนฟลักซ์แอนติฮีเลียมต่อฮีเลียมไว้ ที่ 1.1×10 ^{−6 [ 48 ]}

นักฟิสิกส์ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ลิเวอร์มอร์ ในแคลิฟอร์เนียได้ใช้ เลเซอร์ความเข้มสูงพิเศษในช่วงเวลาสั้นๆเพื่อฉายรังสีไปยัง เป้าหมาย ทองคำ หนาหนึ่งมิลลิเมตร และผลิตโพซิตรอนได้มากกว่า 100 พันล้านตัว^{[ 49 ]}ปัจจุบันการผลิตลำแสงโพซิตรอน-อิเล็กตรอน 5 MeV ในห้องปฏิบัติการจำนวนมากช่วยให้สามารถตรวจสอบคุณลักษณะต่างๆ ได้มากมาย เช่น ธาตุต่างๆ ทำปฏิกิริยากับปฏิสัมพันธ์หรือการกระทบของโพซิตรอน 5 MeV อย่างไร พลังงานถูกถ่ายโอนไปยังอนุภาคอย่างไร และผลกระทบจากการระเบิดของรังสีแกมมา^{[ 50 ]}

ในปี 2023 ความร่วมมือระหว่างCERNและมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดได้ทำการทดลองที่ศูนย์ HiRadMat ^{[ 51 ]}ซึ่งผลิตลำแสงอิเล็กตรอน-โพซิตรอนคู่ที่มีระยะเวลานาโนวินาที โดยมีอิเล็กตรอน-โพซิตรอนคู่มากกว่า 10 ล้านล้านคู่ ทำให้เกิด 'พลาสมาคู่' แรกในห้องปฏิบัติการที่มีความหนาแน่นเพียงพอที่จะรองรับพฤติกรรมพลาสมาแบบรวมกลุ่ม^{[ 52 ]}การทดลองในอนาคตเปิดโอกาสให้ศึกษาฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมทางดาราศาสตร์สุดขั้วที่มีการสร้างอิเล็กตรอน-โพซิตรอนคู่จำนวนมาก เช่นการระเบิดรังสีแกมมาการระเบิดคลื่นวิทยุเร็วและเจ็ต บลาซาร์

การทดลอง เร่งอนุภาคบางประเภทเกี่ยวข้องกับการชนกันของโพซิตรอนและอิเล็กตรอนด้วยความเร็วสัมพัทธภาพ พลังงานการชนสูงและการทำลายล้างซึ่งกันและกันของสสาร/ปฏิสสารตรงข้ามเหล่านี้ก่อให้เกิดอนุภาคย่อยอะตอมที่หลากหลาย นักฟิสิกส์ศึกษาผลลัพธ์ของการชนกันเหล่านี้เพื่อทดสอบการคาดการณ์ทางทฤษฎีและเพื่อค้นหาอนุภาคชนิดใหม่

การ ทดลอง ALPHAรวมโพซิตรอนกับแอนติโปรตอนเพื่อศึกษาคุณสมบัติของแอนติไฮโดรเจน^{[ 53 ]}

รังสีแกมมาซึ่งปล่อยออกมาทางอ้อมจากสารกัมมันตรังสีที่ปล่อยโพซิตรอน (สารติดตาม) จะถูกตรวจจับใน เครื่องสแกน เอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ (PET) ที่ใช้ในโรงพยาบาล เครื่องสแกน PET สร้างภาพสามมิติที่มีรายละเอียดของกิจกรรมการเผาผลาญภายในร่างกายมนุษย์^{[ 54 ]}

เครื่องมือทดลองที่เรียกว่าpositron annihilation spectroscopy (PAS) ถูกนำมาใช้ในการวิจัยวัสดุเพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่น ข้อบกพร่อง การเคลื่อนที่ หรือแม้แต่ช่องว่างภายในวัสดุที่เป็นของแข็ง^{[ 55 ]}

• อนุภาคเบตา
• กับดักก๊าซบัฟเฟอร์
• อิเล็กตรอนโฮล
• รายการอนุภาค
• โพซิตรอนเนียม
• สมองโพซิโทรนิก

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อเกี่ยวกับโพซิตรอน

• โพซิตรอนคืออะไร? (จากคำถามที่พบบ่อย :: ศูนย์ศึกษาปฏิสสาร-สสาร)
• เว็บไซต์เกี่ยวกับโพซิตรอนและปฏิสสาร
• การค้นหาข้อมูลโพซิตรอนที่ SLAC
• การทำลายโพซิตรอนเป็นวิธีการทางฟิสิกส์เชิงทดลองที่ใช้ในการวิจัยวัสดุ เก็บถาวรเมื่อวันที่ 3 มีนาคม 2022 ที่Wayback Machine
• วิธีการผลิตแบบใหม่เพื่อผลิตโพซิตรอนในปริมาณมาก
• เว็บไซต์เกี่ยวกับปฏิสสาร (โพซิตรอน โพซิตรอนเนียม และแอนติไฮโดรเจน) ห้องปฏิบัติการโพซิตรอน โคโม อิตาลี
• เว็บไซต์ของ AEgIS: การทดลองปฏิสสาร: แรงโน้มถ่วง, อินเตอร์เฟอโรเมตรี, สเปกโทรสโกปี, CERN
• บทสรุป: เครื่องเร่งอนุภาคแบบตั้งโต๊ะ ... วิธีการใหม่แบบตั้งโต๊ะสำหรับการสร้างกระแสอิเล็กตรอน-โพซิตรอน