Всем известно, что ряд природных материалов радиоактивны, за счет наличия в их составе нестабильных изотопов. Человек привык к этому естественному фону, который не представляет для него никакой угрозы. Но есть и уникальные примеры радиации. Возьмем, к примеру, обычный банан. Так вот он тоже радиактивен, причем выделяет антивещество - позитроны (или антиэлектроны). Почему так происходит и чем это угрожает человеку коротко обсудим в этой заметке.
Давным-давно, примерно 14 млрд лет назад произошел Большой Взрыв, и образовалась наша Вселенная. В первые мгновения после этого события вся материя разделилась надвое - на вещество и антивещество. Но потом антивещество практически исчезло из нашей Вселенной. Это явление называют "барионная ассиметрия". По какой причине это произошло неизвестно. Более того, это, вероятно, самая главная из неразгаданных загадок современной науки. Последняя гипотеза, что это связано с существованием так называемой темной материи...
Но вернемся к антивеществу. Что же это такое? Это элементарные частицы-двойники, противоположные обычному веществу (их заряды и спины имеют противоположные знаки), которые при взаимодействии с ним аннигилируют, порождая гамма излучение. Подобные античастицы существуют у всех элементарных частиц, и большая часть из них известна современной науке. Конечно, ученые синтезируют их в лабораторных условиях, так как, как в условиях Земли они просто не могут существовать из-за уже упомянутого выше полного взаимного уничтожения при взаимодействии с противоположной частицей обычного вещества.
Самая известная античастица - это двойник электрона, называемый позитрон, или существенно реже антиэлектрон. Его существование было теоретически предсказано в 1928 году знаменитым ученым Полем Дираком, швейцарцем по происхождению, большую часть жизни прожившем в Британии. Уже в 1932 американский физик Карл Андерсон доказал существование античастиц-позитронов экспериментально. С этого момента и ведет свое начало вся современная физика элементарных частиц.
Позвольте, спросите Вы, причем же тут те самые обычные бананы? Как они связаны с антиматерией, позитронами и знаменитыми физиками? Где они, а где те самые элементарные частицы, так сказать? А вот где...
Банан, как и все растения, содержит в себе множество разнообразных микроэлементов. Одним микроэлементом, содержащимся в заметных количествах в желтых тропических фруктах, является природный изотоп калий-40 с периодом полураспада 1 248 000 000 лет. Кстати, природную радиоактивность часто измеряют именно в банановых эквивалентах - по количеству радиации, попадающей в организм человека при съедании одного банана. Но самое уникальное свойство, содержащегося в бананах калия-40 в другом. Помимо обычных механизмов его распада с образованием кальция или аргона, в очень редких случаях, с вероятностью 0.001% калий-40 претерпевает так называемый "позитронный распад". Схема этого процесса показана на картинке ниже.
Как мы видим, вследствии радиоактивного распада калия-40 образуется один позитрон! Таким образом, учитывая среднее содержание радиоактивного изотопа в среднестатистическом банане, можно утверждать, что каждый желтый плод производит одну античастицу-позитрон раз в 75 минут. И более того, поедая бананы мы сами становимся источниками того же самого радиоактивного изотопа, производящего загадочную антиматерию. И чем это нам угрожает?
Да ничем, если разобраться. Заматываться в фольгу или, пуще того, отказываться от тропического лакомства из-за того, что оно производит антиматерию точно не стоит. Как мы уже говорили выше, при взаимодействии позитрона с его античастицей электроном мгновенно происходит взаимная аннигиляция. Таким образом от рождения до исчезновения позитрона проходит ничтожно малое время и нашим организмам этот процесс, как, кстати, и другие проявления природной банановой радиоактивности совершенно не угрожают. Так что ешьте бананы смело, но знайте, что в них иногда возникает настоящая антиматерия! Приятного Вам аппетита!
