اولین نشانه های وجود پوزیترون یعنی ذره سبکی که تنها اختلاف آن با الکترون در علامت بار است، در سال ۱۹۳۲ به کمک اتاقک ابر ویلسون بدست آمد. در اتاقک ابر ویلسون ، واقع در میدان مغناطیسی ، رد باریکی که بطور آشکار مربوط به یک ذره تک بار و خیلی سبک همانند الکترون بود، مشاهده شد. اما در جهتی متناظر با بار مثبت منحرف می شد.

● خواص پوزیترون و نحوه شناسایی

بعدها ثابت شد که فرایند عمده برای تشکیل پوزیتون ها ، عبارتند از پرتوزایی مصنوعی و اندرکنش اشعه های گامای پرانرژی وابسته به آنها با هسته های اتمی. یکی از این فرایندها را می توان با قراردادن اتاقک ابر ویلسون در میدان و تاباندن باریکه نازک تابش بر آن بررسی کرد. در بعضی عکسها در مسیر باریکه تابش گاما ، رد دوگانه خاصی دیده می شود.

ذرات باردار متحرک در گاز ، با یونیدن اتمهای گازدار ، انرژی از دست می دهند و در نتیجه پیوسته از سرعت آن کاسته می شود. آزمون کامل این رد ، آشکار می کند که خمیدگی هر شاخه آن با افزایش فاصله از پیچیدگی رد تیزتر می شود. این پدیده به این معناست که ما با ردهایی از جفت ذره خارج شونده از یک نقطه سروکار داریم نه رد خم شده یک ذره. تنها با داوری از روی درجه یونش ، هر دو رد به رد الکترون ها می مانند.

این ردها که معرف جفت ذرات اخیر هستند، در میدان مغناطیسی و در جهتهای مختلف خم شده اند، یعنی به ذره هایی باردار تعلق دارند. با استفاده از مواد پرتوزا به عنوان چشمه های غنی پوزیترون ، مطالعه جزئیات خواص این مواد ممکن شده است، بویژه ثابت شده است که جرم پوزیترون دقیقا با جرم الکترون برابر یعنی حدود ۲۰۰۰/۱ جرم پروتون است.

● انفعالات پوزیترونی

نتایج اخیر ، ما را به این نتیجه منجر می کند که یکی از ذره ها ، الکترون و دیگری پوزیترون است. بنابراین کوانتومهای گاما که از درون ماده می گذرند (گاز در اتاقک ابر ویلسون) ، به جای ذره واحد ، جفت الکترون و پوزیترون تشکیل می دهند. این پدیده به تشکیل جفتهای الکترون و پوزیترون معروف شده است کوانتوم با میدان الکتریکی هسته اتمی ماده ، این جفت تشکیل می شود. در این فرایند ، کوانتوم به جفت الکترون و پوزیترون تبدیل می شود و هسته بدون تغییر باقی می ماند.

فرایند عکس تشکیل جفت الکترون و پوزیترون نیز کشف شده است و معلوم شده است که با نزدیکتر کردن الکترون و پوزیترون تا فاصله های کوتاه بر اثر نیروهای جاذبه الکترومغناطیسی ، ممکن است دو کوانتوم تشکیل و در جهتهای مخالف از یکدیگر دور شوند. فرایند ترکیب الکترون و پوزیترون همراه با تبدیل آنها به کوانتوم های گاما را نابودی جفت نامیده اند. نابودی بدلیل نبود پوزیترون روی زمین انتخاب شده است.

● ناپایداری پوزیترون

پس از زمان کوتاهی از تشکیل آن ، هر پوزیترون با یک الکترون محیط ترکیب می شود و به دو کوانتوم نور تبدیل می شود. تشکیل جفتهای الکترون و پوزیترون از کوانتومها و ترکیب الکترونها با پوزیترون ها که به تشکیل دو کوانتوم منجر می شود، اساساً فرایند جدیدی است که در آن ، تبدیل متقابل تابش میدان الکترومغناطیسی ( فوتون های گاما ) و ذرات ماده الکترون و پوزیترون صورت می گیرد.

● کشف پوزیترون اثباتی بر خواص موجی ذرات

خواص ذرات از جنبه های زیادی با خواص میدان الکترومغناطیسی (نور) فرق دارد. عمده ترین اختلاف این است که همه اجسام پیرامون ما از ذرات ساخته شده اند. ممکن است به نظر رسد که فقط نور است که عمل انتقال انرژی از بعضی اجسام به بعضی دیگر را انجام می دهد، به این دلیل حتی در آغاز قرن ۲۰ بر این باور بودند که نور (میدان الکترومغناطیسی) و ماده را سد غیر قابل گذری از یکدیگر جدا کرده است.

بعدا خواص ذره ای نور کشف شد و معلوم شد که نور ، خواص شارش ذرات فوتون ها را باخواص موجی همراه دارد. از طرف دیگر خواص موجی که قبلاً فقط به نور اختصاص می دادند و یکی از خصایص متمایز آن می شمردند، در ذرات ماده نیزکشف شد. این اکتشافات روی شکاف میان مفاهیم نور و ماده پل زد. مهمتر از این ، بعد از کشف تبدیل های متقابل نور (کوانتومهای گاما) و ذرات ماده (جفتهای الکترون و پوزیترون) ، روشن شد که ارتباط بسیار ریشه داری میان نور و ماده وجود دارد.

ذرات ماده و فوتون ها (میدانهای الکترومغناطیسی) دو شکل مختلف ماده اند. فوتون خصایص مشترک زیادی با ذرات دیگر از خود به نمایش می گذارد، ولی ویژگی مهمی دارد و آن این است که جرم در حال سکون (جرم سکون) آن برابر صفر است. فوتون ، همیشه با سرعت نور حرکت می کند. هرگاه ناگزیر به توقف شود (نظیر موقع جذب) ، دیگر نوری وجود نخواهد داشت.

● چشمه های تولید پوزیترون

پوزیترون را به تنهایی نمی توان تولید کرد، زیرا ذره ناپایداری است و به سرعت ناپدید می شود. عموما پوزیترون را به کمک واکنشهای هسته ای بنیادی و نیز به کمک پدیده تولید جفت به همراه الکترون از نابودی یک فوتون بدست می آورند. سیستم آشکارسازی پوزیترون نیز همانند نحوه تولیدش به لحاظ ناپایداری پوزیترون فرایند مستقلی نمی باشد و بیشتر از طریق پدیده نابودی جفت به وجود پوزیترون پی می برند.