Εξαΰλωση: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
μΧωρίς σύνοψη επεξεργασίας |
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας |
||
Γραμμή 1:
[[Αρχείο:Electron-positron-annihilation.svg|thumb|right|200px|Ένα [[διάγραμμα Feynman]] εξαΰλωσης [[ποζιτρόνιο|ποζιτρονίου]]
[[Αρχείο:Kkbar_had.svg|Ένα παράδειγμα απεικόνισης ζεύγους [[πιόνιο|
'''Εξαΰλωση''' ετυμολογικά σημαίνει απλά η εξαφάνιση υλικού σώματος<ref>Dictionary Definition (2006) Dictionary.com.</ref> (ύλη → τίποτε), το αντίθετο της [[υλοποίηση|υλοποίησης]] (= τίποτε → ύλη).
Στη [[φυσική]], η λέξη (ως ορολογία) χρησιμοποιείται για να ονομάσει το φαινόμενο της σύγκρουσης ενός υποατομικού σωματιδίου [[ύλη|ύλης]] μάζας m και ενός αντίστοιχου [[αντιύλη|αντιύλης]] (επίσης μάζας m)<ref>Nuclear
Στην πράξη, κατά τη διάρκεια χαμηλής ενέργειας εξαΰλωσης παρατηρείται η αναμενόμενη από τη θεωρία έκλυση [[φωτόνιο|φωτονίων]] μόνο, αλλά κατά τη διάρκεια υψηλής ενέργειας εξαΰλωσης παρατηρείται επιπλέον η παραγωγή μιας μεγάλης ποικιλίας «εξωτικών» (δηλαδή εντελώς ασυνήθιστων) βαρέων σωματιδίων.
== Εξαΰλωση ηλεκτρονίου-ποζιτρονίου ==
[[Αρχείο:Annihilation.png|thumb|left|Φυσική συνέπεια της [[ραδιενέργεια|β+ ραδιενεργούς διάσπασης]] είναι η εξαΰλωση [[ηλεκτρόνιο|ηλεκτρονίόυ]] - [[ποζιτρόνιο|ποζιτρονίου]].]]
Η εξαΰλωση [[ηλεκτρόνιο|ηλεκτρονίου]] - [[ποζιτρόνιο|ποζιτρονίου]] συμβαίνει όταν ένα ηλεκτρόνιο (e<sup>-</sup>) και ένα ποζιτρόνιο (e<sup>+</sup>, δηλαδή αντίστοιχο αντισωματίδιο του ηλεκτρονίου) συγκρούονται. Το αποτέλεσμα της σύγκρουσης είναι (συνήθως) η μετατροπή των δυο αωματιδίων αε [[φωτόνιο|φωτόνια]] [[γ (ακτινοβολία)|ακτινοβολίας γ]] ή (σπανιότερα) σε άλλα σωματίδια. Το φαινόμενο υπακούει σε μια σειρά από [[φυσικός νόμος|φυσικών νόμων]], που περιλαμβάνουν τις ακόλουθες «αρχές διατήρησης»:
# [[Αρχή διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου]]: Το [[άλγεβρα|αλγεβρικό]] άθροισμα των [[ηλεκτρικό φορτίο|ηλεκτρικών φορτίων]] πριν και μετά το [[φαινόμενο]] πρέπει να είναι το ίδιο, δηλαδή μηδέν (0).
# [[Αρχή διατήρησης της γραμμικής ορμής]]: Αυτή η αρχή απαγορεύει η δημιουργία ενός (μόνο) [[φωτόνιο|φωτονίου]] [[γ (ακτινοβολία)|ακτινοβολίας γ]]. Ωστόσο, η [[Θεωρία Κβαντικού Πεδίου]] το επιτρέπει.
# [[Αρχή διατήρισης της γωνιακής ορμής]].
* Ωστόσο, όταν συγκρούονται τα δυο ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια μπορεί και να μη συμβεί το φαινόμενο της εξαΰλωσης, αλλά το φαινόμενο της (απλής) [[ελαστική κρούση|ελαστικής κρούσης]].
=== Εξαΰλωση χαμηλής ενέργειας ===
Στην περίπτωση που τα δυο σωματίδια ([[ηλεκτρόνιο]] και [[ποζιτρόνιο]]) εξαϋλώνονται με (σχετικά) χαμηλό άθροισμα [[κινητική ενέργεια|κινητικών ενεργειών]], είναι πολύ περιορισμένο το [[σύνολο]] των [[πιθανότητα|πιθανοτήτων]] της τελικής κατάστασης (μετά τη σύγκρουση). Το πιο πιθανό ενδεχόμενο είναι η δημιουργία δύο (2) ή περισσοτέρων [[φωτόνιο|φωτονίων]] [[γ (ακτινοβολία)|ακτινοβολίας γ]]. Η [[Αρχή διατήρησης της ενέργειας|διατήρηση της ενέργειας]] και της [[Αρχή διατήρησης της γραμμικής ορμής|γραμμικής ορμής]] απαγορεύει την παραγωγή μόνο ενός φωτονίου (μια εξαίρεση σ' αυτόν τον κανόνα μπορεί να συμβεί για ισχυρά δεσμευμένα [[άτομο|ατομικά]] [[ηλεκτρόνιο|ηλεκτρόνια]]<ref>[http://prola.aps.org/abstract/PR/v124/i6/p1851_1]</ref>). Στην περισσότερο συνηθισμένη περίπτωση, δημιουργούνται δύο (2) φωτόνια, που το καθένα διαθέτει ενέργεια ίση με το άθροισμα της ενέργειας στην οποία αντιστοιχεί η μάζα ενός ηλεκτρονίου ή ποζιτρονίου (δηλαδή 511 [[keV]]) και του ημιαθροίσματος της ολικής κινητικής ενέργειας των δυο σωμσυιδίων<ref>William B. Atwood, Peter F. Michelson and Steven Ritz (2008). "Una Ventana Abierta a los Confines del Universo". Investigación y Ciencia 377: 24–31(Spanish).</ref> [δηλαδή: <math>\mathrm{E_\phi = hv = m_ec^2 + \frac{1}{2} (E_{\kappa_e} + E_{\kappa_p})}</math>]. Επειδή το σύστημα είχε πριν τη σύγκρουση ([[άλγεβρα|αλγεβρικά]]) [[γραμμική ορμή]] μηδέν (0), τα δυο ισοδύναμα φωτόνια ακτινοβολίας γ εκπέμπονται προς δύο (2) αντίθετες κατευθύνσεις. Επίσης, αρκετά συνηθισμένη είναι η περίπτωση της παραγωγής τριών (3) φωτονίων ακτινοβολίας γ, για τον υπολογισμό της κατεύθυνσης εκπομπής των οποίων πρέπει να ληφθεί υπόψη και η [[αρχή διατήρησης της γωνιακής ορμής]]<ref>David Griffiths, "Introduction to Elementary Particles", ISBN 0471603864.</ref>. Ακόμη, είναι δυνατή η παραγωγή ακόμη μεγαλύτερου (>3) φωτονίων ακτινοβολίας γ, αλλά με την πρόβλεψη παραγωγής κάθε επιπλέον φωτονίου μειώνεται η πιθανότητα του ενδεχομένου, επειδή οι πιο πολύπλοκες διεργασίες που απαιτούν έχουν μικρότερα [[Κβαντομηχανικά|κβαντομηχανικά]] πλάτη (ταλάντωσης [[υλοκύματα|υλοκυμάτων]]). Το ίδιο θα πρέπει να ισχύει και για άλλα σωματίδια με αντίστοιχα μικρή [[μάζα]], αρκεί να μοιράζονται μια τουλάχιστον θεμελιώδη αλληλεπίδραση με τα ηλεκτρόνια και να μην παραβιάζουν τις παραπάνω αρχές διατήρησης. Ωστόσο, κανένα άλλο τέτοιο σωματίδιο δεν είναι ακόμη γνωστό ότι υπάρχει.
=== Εξαΰλωση υψηλής ενέργειας ===
Αν το [[ηλεκτρόνιο]] ή κσι το [[ποζιτρόνιο]] έχουν (σχετικά) πλεονάχουσες [[κινητική ενέργεια|κινητικές ενέργειες]] (πριν τη σύγκρουση εξαΰλωσης), υπάρχει δυνατότητα να παραχθούν επίσης να παραχθούν και άλλα βαρύτερα σωματίδια (όπως π.χ. [[μεσόνια|D μεσόνια]]), εφόσον υπάρχει επαρκές άθροισμα κινητικών ενεργειών (λόγω αντίστοιχα μεγάλων σχετικών [[ταχύτητα|ταχυτήτων]]) γι' αυτό. Είναι επίσης πιθανό (όμως) να παραχθούν [[φωτόνιο|φωτόνια]] και κάποια άλλα ελαφρά σωματίδια, αλλά σ' αυτήν την περίπτωση θα έχουν αντίστοιχα υψηλές [[ενέργεια|ενέργειες]].
Σε ενέργειες κοντά ή πάνω από (την ισοδύναμη με τη) [[μάζα]] των φορέων της [[ασθενής δύνσμη|ασθενούς δύνσμης]], των W και Z [[μποζόνια|μποζονίων]], το μέτρο της ασθενούς δύναμης γίνεται συγκρίσιμο με αυτό της [[ηλεκτρομαγνητική δύναμη|ηλεκτρομαγνητικής δύναμης]]<ref>David Griffiths, "Introduction to Elementary Particles", ISBN 0471603864.</ref>. Αυτό σημαίνει ότι γίνεται ευκολότερο έτσι να παραχθούν σωματίδια όπως τα [[νετρίνο|νετρίνα]] που σλληλοεπιδρούν αδύναμα (με τα άλλα).
Τα βαρύτερα σωματιδιακά ζεύγη που έχουν παραχθεί (για την ώρα) από εξαΰλωση ηλεκτρονίου - ποζιτρονίου σε [[επιταχυντής σωματιδίων|επιταχυντές σωματιδίων]] είναι τα ζεύγη [[μποζόνια|μποζονίων]] W+/W-. Το βαρύτερο μονό (δηλαδή όχι σε ζεύγος), που έχει παραχθεί (για την ώρα) από εξαΰλωση ηλεκτρονίου - ποζιτρονίου σε [[επιταχυντής σωματιδίων|επιταχυντές σωματιδίων]] είναι το [[μποζόνια|Z μποζόνιο]]. Το κύριο κίνητρο για την κατασκευή του [[Διεθνής γραμμικός επιταχυντής|Διεθνούς Γραμμικού Επιταχυντή]] είναι η (απόπειρα) παραγωγής [[μποζόνια|μποζονίων Higgs]] με την εξαΰλωση ζεύγους ηλεκτρονίου - ποζιτρονίου σε αυτόν.
=== Πρακτικές χρήσεις ===
Το φαινόμενο της εξαΰλωσης ηλεκτρονίου - ποζιτρονίου αποτελεί τη βάση της PET εικονικής και ποζιτρονικής φσσματοσκοπίας εξσΰλωσης. Επίσης χρησιμοποιήθηκε στη μέτρηση της επιφάνειας Fermi και της δομής Band σε [[μέταλλα]].
== Αναφορές και σημειώσεις ==
<references />
{{μετάφραση EN|Annihilation}}
{{μετάφραση EN|Electron–positron annihilation}}
[[Κατηγορία:Σωματιδιακή φυσική]]
| |||