电子-正电子湮灭

最近回答:10/22/2007

问:
电子-正电子湮灭一个总是创建2光子511 kev的?如果是这样,粒子的动能会发生什么变化?(因为511 kev电子的静止质量,似乎总能量不是守恒的。)
——大卫(26岁)
Montr吗?
答:
这是一个非常重要的问题!

你的理解应该是完全正确——粒子的能量出来加起来是一样的eenrgies的走了进去。答案当然是否定的,你并不总是得到两个光子的能量511 KeV。那就是你(通常)如果e + e -没有相对速度。(甚至你可以得到第三个光子,或者更多,产生)。如果e + e -正相对于彼此,所以他们有非零的动能在他们共同的质量重心坐标系,然后一个可能的结果是两个光子分享同样的总能量的碰撞。他们每个人都那么有超过511 keV能量。如果他们的质量重心正对,说,一些实验室仪器检测结果,然后是一个定义良好的程序预测这些光子的能量和方向在实验室参考系如果你知道重心坐标系。

学习你得到当你抛出一个电子和正电子的彼此在高速高能物理研究的主题已经过去35年左右,和大量学习过程中物质和能量的结构。一些奇怪的事情会发生!如果你把e + e -在更高的能量,不同种类的粒子会产生。在一些能量,你会得到一个共振生产新的东西,有点像调优在表盘上的广播电台。能量过高或过低,你看到一定程度的背景材料。获得的能量碰撞,碰撞率上升,经常会产生一种特殊的事情。具体来说,你可以做一个夸克和一个反夸克在一起(物质和反物质在这些交互产生数量相等)。如果能量,夸克和反夸克会粘在一起,让一个束缚态系统。这些可以看到生产截面的情节在e + e -强子碰撞和能量的共振ρ,ω,φ,J / Psi,其余的Psi家庭,Upsilon家族,Z共振。这里有一些的e + e -横截面,显示这些山峰在强子的产量。 The rho and omega are excited resonances of light quarks, the phi is a bound state of a strange and antistrange quark, the J/Psi and other psi resonances are charm/anticharm quarks, the upsilon is a bottom/antibottom bound state, and the Z is the weak neutral force carrier. Crank the energy higher, and you’ll find W pairs, pairs of top quarks, and maybe something new that hasn’t been seen before.

如果能量不是调谐的共振,产生夸克对的不绑定状态,但其他强子从彼此非常快,飞的喷雾粒子。两个或两个以上的光子是可能的,就像回到e + e -,或其他轻子,μ+μ-和τ+τ-。你甚至可以有一个侧击和e + e -不互相湮灭,但经过,及其电磁相互作用是强大到足以产生一些夸克——e + e - - > e + e -问一个,例如。

你可以找到更多关于粒子物理。

汤姆·j·迈克(w w)

(发表在10/22/2007)