Si. Permítanme describir una aplicación práctica, el escáner PET.
La tomografía por emisión de positrones (PET) es un método de imagen utilizado a menudo en medicina. I PET, se elige un elemento radiactivo que emite antielectrones (es decir, positrones). El positrón se combina con un electrón cercano. El par electrón-postrón se convierte en un par de fotones de rayos gamma por su interacción electromagnética. Los fotones de rayos gamma se emiten en direcciones opuestas debido a la conservación del momento. Los dos fotones se detectan en lados opuestos del cuerpo, mostrando dónde se había ubicado el átomo radiactivo. Un contador de coincidencias detecta todos los pares de fotones que se emiten al mismo tiempo en el marco de referencia del cuerpo del paciente. Se construye una imagen del tejido que absorbió el elemento radiactivo utilizando la posición de los pares de detectores alrededor del cuerpo del paciente.
El electrón y el anti-electrón forman un estado hidrogénico llamado átomo de positronio antes de que se descompongan en un par de rayos gamma. El átomo de positronio puede deambular una pequeña distancia antes de explotar en dos rayos gamma. El deambular difumina la imagen de PET, pero no mucho. Afortunadamente, la deambulación está limitada por las leyes de la mecánica cuántica. El contador de coincidencias ayuda a crear una imagen muy clara a pesar de este desplazamiento.
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Las exploraciones PET se usan con frecuencia para encontrar cáncer. Los escáneres de rayos X ordinarios producen una proyección bidimensional del cáncer tridimensional. Por lo tanto, las radiografías ordinarias simplemente muestran sombras del tejido canceroso. Las exploraciones PET brindan una imagen tridimensional precisa del tejido canceroso tridimensional.
El diseño de los escaneos PET se basa mucho en el comportamiento de las partículas fundamentales. Obviamente, la idea detrás de los escaneos PET requiere que el ingeniero sepa la diferencia entre los antielectrones y los electrones. La energía del fotón está bien definida por la conservación de la energía. Además, la interacción entre antielectrones y electrones tiene que ser bien conocida. El análisis de imagen para el escáner PET tiene en cuenta el desplazamiento del átomo de positronio.
No podría haber un escáner PET sin un conocimiento confiable de la radiactividad y la física de partículas. Aunque el funcionamiento del escáner PET es principalmente una cuestión de electrónica, el diseño del escáner requiere un conocimiento detallado de los electrones y los antielectrones.
