Vücudumuzdaki Gizli Tümörlerin Bile Ortaya Çıkmasını Sağlayan Antiparçacıkla Tanışın: Pozitron Nedir?

Bilim dünyasını gerçekleştirmek için her geçen gün geliştirilenkçe, yepyeni kavramlardan çıkmaya devam ediyor. Atomaltı kısaltmalardan olan elektron, proton ve nötrondan sonra bir de pozitron adı verilen bir ifadeyle tanıştık. neredeyse yüz yıl önce keşfedilmiş olan pozitron için antiparçacık olarak adlandırdığımız bölüm hakkında ilk önemli örnek demek mümkün.

Tabii sıradan bir insan olarak banane pozitrondan diyebilirsiniz, haklısınız çünkü bilimsel yönetim teorisinde kaldığı süre boyunca pek ilgimizi çekmez. Pozitron bunlardan biri değil çünkü pozitron emisyon tomografisi verilen bir teknoloji sayesinde başlangıçtada kolay kolay görünmeyen gizli tümörler ortaya çıkıyor. Gelin pozitron nedir, ne işe yarar, nerede kullanılır gibi merak edilenlere yakından bakalım.

Kullanılan temel bir tanım; Pozitron nedir?

Anti elektron olarak da Ölüm pozitronu, elektronun anti madde anlamında ya da antiparçacığı olarak kabul edilir. Bir elektronla aynı kütleye sahiptir. Bir elektron ile bir pozitron çarpıştığı zaman yok meydana gelir. Çarpışmanın daha düşük enerjilerde gizlenmiş durumdaysa iki ya da daha fazla foton ortaya çıkar.

Peki pozitron nasıl oluşur?

Pozitron, emisyon radyoaktif ürünü denilen bir etkileşim ya da enerjik bir fotonun malzemedeki farklı bir atomla iç içe geçerek çift üretim yapmasıyla oluşur. Nötron eksikliğinde bulunan radyoaktif çekirdeklerde yaşanan pozitif beta bozunması sonucu da pozitron odaklı. Pozitron kısa ömürlülerin çürümesi sonuçları oluşabileceği gibi, insan yapısında de üretilebilir.

İyi ama bu pozitron ne işe yarar?

söyleyerek ki; Ayrılmada ayrımcı bir halde bulunan pozitron, elektron ile çarpışarak yok olma meydana gelir. Bu yok olma sırasında gama radyasyonu açığa çıkarın. Yani pozitron tek başına kullanılmasa bile diğer atomaltı cümlelerle sona erdikten sonra meydana gelen tepkimeler kullanılmaktadır. Bunun en önemli örnekleri pozitron mikroskobu ve pozitron emisyon tomografisidir.

Pozitron mikroskobu ile çok daha net görüntüler elde ediliyor:

Review of Scientific Instruments dergisinin 1998 Şubat tarihli yayımlanmış bir makaleye göre Brandeis Üniversitesi, taramalı adımlı elektron mikroskobunu bir ileri götüren pozitron mikroskobunu geliştirdiler. Geliştirilen bu cihaz, 20 resimdeki hedef üzerinde tek boyutlu y ışımasını sağlamak için yeteneği.

Pozitron mikroskobunda bu şekilde kullanılan bir y ışını, büyük ölüm kusurlarına karşı çok daha hassastır. Çünkü örnek kusurlarında pozitron çok daha kolay bir şekilde yakalanır. Sonraki yıllarda ölçümleri yeniden pozitif pozitron emisyonu mikroskobu adı verilen cihazlar, spesifik zıtlıkları gözlemlemeyi arttırmaktadır. Bu konuda yapılan yayına devam ediyor.

Pozitron emisyon tomografisi sayesinde gizli tümörler görülebiliyor hale geliyor:

Kısaca PET olarak bilinen da pozitron emisyon tomografisi, nükleer görüntüleme yöntemlerinden bir tanesidir. Tümör ve metastaz durumlarında en etkili görüntüleme yöntemi olarak kabul edilir Çünkü bilinen tomografi yöntemlerinden farklı olarak geçmişteki görünümlerde, gizli tümörlerin görüntülenmesini sağlar.

Detayları biraz karışık ama kabaca anlatmak gerekirse; işlem geçmişi içinde 18F olarak Ölüm radyoaktif bir çıldırmış az da olsa bulunduğu yer şekerli bir damardan verilir. Pozitron emisyon tomografisi kontrol edildiğinde tümörlü hücreler etrafındaki toplanmış bu bileşenleri tespit eder. Yani tümör açığa çıkarılmış olur.

Damardan radyoaktif madde verilmesi sizi korkutmasın çünkü bunların ömrü çok kısadır ve geniş kısa boyunca boyuncan atılır. Bu avantaj sayesinde, gözlemlerin başarı durumu bu şekilde gözlemlenebilir. giriş yok olduğu düşünülen ama inceleme uyarıları şüphesi olan tümörlerin uyarı durumu da bu şekilde ortaya çıktı.

Pozitronun keşfedilmesi hikayesi ise bir hayli ilgi çekici:

Paul Dirac isimli bir fizikçi, 1928 yılında elektronların aynı anda hem negatif hem de pozitif yüklü olabileceği iddia eden bir makale yayımladı. Söz konusu durum zeeman etkisi üzerinden; Kuantum mekaniği, özel görelilik, spin kavramlarının bir tür karışımı olan Dirac bileşenlerini ile açıkladı.

Aslında bu makale yeni bir metinden değil, var olan elektronun çözüm olarak iki zıt yüke sahip olabileceğinden elde ediliyor. Hermann Weyl isimli bir teorik fizikçi bu yapının olası sonuçlarından bahsetti. Paul Dirac, bu sahip oldukları model karşısında biraz şaşırdı. Bilinen kuantum mekaniği denklemlerinden farklı olarak bu denklemlerde negatif enerji çözümü gözardı edilemiyordu. Ek olarak, negatif ve pozitif yükler arasında bir atlama olasılığı söz konusuydu.

1929 Ölümüne geldiğimizde Paul Dirac, bir makalesinde ‘Negatif enerjiye sahip bir elektron, pozitif bir yük taşıyormuş gibi harici bir alan hareket eder.’ cümlesine yer verdi. Atlamayı ortadan kaldırmak için sakinlerin bir negatif enerji denizi olarak düşünmeliydik. Proton ise bu denizde bir adaydı. En sonunda Dirac, protonun elektronundan daha büyük kütleye sahip olma sorusunu kabul etti. Neyse ki konu araştıran farklı insanlar bilim vardır.

Pozitron: Zamanda geriye doğru giden bir elektron

Robert Oppenheimer, Dirac denklemlerinin negatif elektronun bir çözüm olabileceğine karşı çıktı. 1931 Ölümüne geldiğimizde Hermann Weyl, negatif elektron ile pozitif elektron kütlesinin aynı olduğunu gösterdi. Bu iki fikri tekrar ele alan Dirac, anti elektron adını verdiği ama henüz gözlemlenmemiş bir parçacığın tahmini üzerine bir makale yayımladı.

Richard Phillips Feynman ve Ernst Stueckelberg, Dirac tarafından tahmin edilen pozitronun aslında elektronun yolunda geriye doğru giden bir versiyon olarak yorumlanması söylenenler ve Dirac denklemlerini yeniden yorumladılar. Yoichiro Nambu, üretim ve imha üzerinde bu parçacığı yeniden yorumladı ve karşıtlığı şu cümle ile anlattı;

“Şimdi ve sonra varılacak çiftlerin Nihai olarak yaratılması ve yok edilmesi, yaratılış veya yok olmaması değil, yalnızca hareket eden vadenin geçmişten geleceğin veya geleceğin geleceğin yönünün değiştirilmesidir.”

Anti elektron olarak da bilinen pozitron nedir, ne işe yarar, nerelerde kullanılır gibi merak edilen soruları yanıtladık. Pozitron ve diğer atomaltı ömürler, içinde dalınca boğulma ihtimalinin yüksek olduğu bir okyanus olduğu için bu yazımızda yalnızca ilgilerin merakını giderecek temel bilgileri paylaştık.