Un positrone è l’equivalente in antimateria di un elettrone. Come l’elettrone, il positrone ha uno spin di ½ e una massa estremamente bassa (circa 1/1836 di un protone). Le uniche differenze sono la sua carica, che è positiva anziché negativa (da cui il nome), e la sua prevalenza nell’universo, che è molto inferiore a quella dell’elettrone. Essendo antimateria, se un positrone entra in contatto con la materia convenzionale, esplode in una pioggia di pura energia, bombardando di raggi gamma tutto ciò che si trova nelle vicinanze.
Come gli elettroni, i positroni rispondono ai campi elettromagnetici e possono essere mantenuti contenuti utilizzando tecniche di confinamento. Possono accoppiarsi con antiprotoni e antineutroni per creare antiatomi e antimolecole, sebbene solo i più semplici di questi siano mai stati osservati. I positroni esistono in una bassa densità in tutto il mezzo cosmico e sono state proposte persino tecniche di raccolta dell’antimateria per sfruttarne l’energia.
L’esistenza del positrone fu postulata per la prima volta dal famoso fisico Paul Dirac nel 1930 e scoperta solo due anni dopo, nel 1932, in un esperimento con un acceleratore di particelle. Poiché sono piccoli e reagiscono ai campi magnetici, i positroni sono altrettanto suscettibili di essere utilizzati negli esperimenti con acceleratori di particelle quanto lo sono gli elettroni.
Oggi, i positroni sono usati più frequentemente nella tomografia a emissione di positroni, dove una piccola quantità di radioisotopo con una breve emivita viene iniettata in un paziente e, dopo un breve periodo di attesa, il radioisotopo si concentra nei tessuti di interesse e inizia a rompersi, rilasciando positroni. Questi positroni viaggiano per pochi millimetri nel corpo prima di scontrarsi con un elettrone e rilasciare raggi gamma, che possono essere captati dallo scanner. Questo è usato per una varietà di scopi diagnostici, per studiare il cervello o per tracciare il movimento di un farmaco in tutto il corpo.
Le applicazioni futuristiche proposte dei positroni includono la guerra all’antimateria e la produzione di energia. Tuttavia, entrambe le applicazioni non sono particolarmente suscettibili di essere ampiamente utilizzate, a causa del loro effetto indiscriminato nella guerra – la guerra moderna è più basata sulla precisione – e delle emissioni radioattive simili alle bombe nucleari. A meno che non vengano sviluppati mezzi estremamente efficienti per raccogliere positroni dallo spazio, è improbabile che i positroni vengano utilizzati per produrre energia, perché per crearli occorre quasi la stessa energia di quella che si estrae dall’annientamento con la materia convenzionale.