Ketika partikel antimateri dan materi (partikel penyusun segala sesuatu yang ada di semesta) bertemu keduanya saling menghancirlan dan radiasi dilepaskan. Dalam aplikasinya efek ini digunakan dalam PET (positron emiting tomogrphy) dalam duania medis. Huruf P dalam PET mengacu pada positron, yang merupakan antimateri dari elektron.
Ketika PET digunakan untuk mengscan otak misalnya, Isotop mengimiskan positron kepada pasien dan sampai keotang melalui sitem darah. Setiap positron berpindah tidak lebih dari beberapa mm kemudian bertemu dengan elektron dan saling meniadakan.
Dalam peristiwa saling meniadakan ini tercipta 2 photon Gamma, kemudian terdeteksi leh detektor yang terhubung ke komputer. Secara bertahap, sebuah image terbentuk dari sinyal detektor, ketika positron mengimisikan nuklida dalam otak.
Sebuah positron terbentuk dari isotop tertentu ketika sebuah proton berubah menjadi neutron pada inti yang tidak stabil akibat kelebihan proton. Positron (simbol 0+1β atau β+) adalah anti partikel dari elektron, sehingga positron ini memiliki muatan positif. Sebagai tambahan, sebuah neutrono (simbol v) yang tidak bermuatan ikut diemisikan.
Isotop yang mengemisikan positron tidak terjadi secara alami. Namun, sebuah isotop stabil ditenpatkan dalam liquid, pada subuah jalur “tembakan proton”. beberapa inti kemudian menyerap ekstra proton dan kemudian menjadi inti yang tidak stabil dan mampu mengemisikan positron.
Keberadaan antimateri pertama kali diprediksi oleh Fisikawan Inggris Paul Dirac, pada tahun 1928, hal ini sebelum antipartikel pertama (positron) ditemukan. Lebih dari 20 tahun kemudian, Einstein menunjukkan bahwa massa partikel meningkat, dengan bertambahnya kecepatan.
Persamaan Einstein tentang massa yang meningkat ini kaitannya dengan energi beliau tuliskan dengan sangat “indah” dan menjadi persamaan yang paling terkenal saat ini, E = mc2 . Lebih jauh, Einstein mengatakan bahwa massa partikel dalam keadaan diam, sebanding dengan energi diamnya moc2.
Dia menunjukkan bahwa energi diam harus dimasukkan dalam hukum kekekalan energi. Dirac mempredikasikan keberadaan antimateri dari partikel (antipartikel) yang akan mengunci energi diam, kapanpun sebuah partikel “bertemu dengan antipartikelnya, maka keduanya akan saling meniadakan.
Teori Dirac Memprediksikan bahwa setiap partikel akan memiliki anti partikelnya sendiri:
- Saling meniadakan jika saling bertemu, kemudian massa total keduanya menjadi photon.
- Memiliki massa diam yang sama dengan partikelnya.
- memiliki muatan yang berlawanan, jika partikelnya bermuatan.
Selain memprediksikan tentang kemungkinan saling meniadakan ketika anti partikel bertemu dengan partikelnya, Dirac juga memprediksakan kemungkinan terjadi hal sebaliknya, penggabungan Pair production. Hal ini dapat terjadi jika jika photon dengan tingkat ebergi tertentu melewati sebuah inti atau elektron dapat tiba-tiba berubah menjadi pasangan partikel-antipartikel, yang kemudian akan saling terpisah.
PARTIKEL, ANTIPARTIKEL, DAN E = mc2
Energi dari sebuah partikel atau antipartikel biasanya dinyatakan dalam jutaan elektron volts (MeV), 1 MeV = 1,60 x 10-13 J. Satu elektron volt didefenisikan sebagai energi yang ditranfer ketika sebiah elektron bergerak pada beda potensial 1 volt. Jika massa diam sebuah partikel diketahui maka energi diamnya juga dengan mudah dapat diketahui.
Peristiwa saling meniadakan, terjadi ketika partikel dan antipartikelnya bertemu dan kedua massanya dikonversi menjadi energi radiasi. Dua photon dihasilkan dalam proses ini. sehingga enegi minimum setiap photon adalah, hfmin, sehingga untuk dua photon energi totalnya menjadi 2hfmin.
Energi diam dari partikel dan antipartikelnya adalah 2 hfmin = 2 Eo, dengan Eo adalah energi diam dari tiap partikel. sehingga,
Energi minimum untuk setiap photon adalah hfmin = Eo
Pada peristiwa terbetuknya pasanga partikel-antipartikel, sebuah photon menghasilkan partikel dan antipartikelnya, kemudian hilang dalam prosesnya. Untuk partikel dan antipartikel masing-masing memiliki energi diam Eo, sehingga kita dapat menentukan energi minimum dan frekuensi minimum fmin yang harus dimiliki proton untuk menghasilkan pasangan partikel-antipartikel.
Energi minimum untuk setiap photon adalah hfmin = 2Eo
Sebagai contoh, jika elektron memiliki energi diam 0,511 MeV. Maka untuk menghasilkan pasangan energi minimum yang dibutuhkan adalah = 2 x 0, 511 MeV = 1,022 MeV.
Jika menurut anda artikel ini bermanfaat, silahkan untuk membagikannya, memberi komentar, dan meng klik iklannya…. Hal ini dapat menjaga eksistensi website ini. Terima kasih