Аннигиляция

Аннигиля́ция — реакция превращения частицы и античастицы при их столкновении в какие-либо иные частицы, отличные от исходных.

Наиболее изученной является аннигиляция электрон-позитронной пары. При низких энергиях сталкивающихся электрона и позитрона, а также при аннигиляции их связанного состояния — позитрония — эта реакция аннигиляции даёт в конечном состоянии два или три фотона, в зависимости от ориентации спинов электрона и позитрона. При энергиях порядка нескольких МэВ становится возможной и многофотонная аннигиляция электрон-позитронной пары. При энергиях порядка сотен МэВ в процессе аннигиляции электрон-позитронной пары рождаются в основном адроны.

Изучалась также и аннигиляция нуклон-антинуклонной пары (например, антипротона с протоном или нейтроном). В действительности, при взаимодействии антинуклонов с нуклонами (и вообще антиадронов с адронами) аннигилируют не сами адроны, а входящие в состав адронов антикварки и кварки. Более того, аннигилируют и кварк-антикварковые пары, входящие в состав одного адрона. Так, нейтральный пи-мезон π0 состоит из квантовомеханической комбинации кварк-антикварковых пар uu и dd; его распад в два фотона происходит вследствие аннигиляции такой пары.

Существуют не только электромагнитные процессы аннигиляции (как рассмотренные выше процессы аннигиляции электрон-позитронных и кварк-антикварковых пар в фотоны, а также распады нейтральных векторных мезонов в лептонные пары, например распад ро-мезона в электрон-позитронную пару), но также «слабая» и «сильная» аннигиляция, происходящая за счёт соответственно слабого и сильного взаимодействий. Примером слабой аннигиляции являются двухчастичные лептонные распады псевдоскалярных заряженных мезонов (такие как K + → μ+νμ), обусловленные аннигиляцией входящих в состав мезонов кварк-антикварковых пар в виртуальный векторный бозон W ±, который затем распадается в пару из заряженного и нейтрального лептонов (для вышеприведённого примера с положительным К-мезоном: K + (us) → W + (вирт.) → μ+νμ). При высоких энергиях наблюдаются также процессы слабой аннигиляции фермион-антифермионной (т.е. кварк-антикварковой или лептон-антилептонной) пары в реальный W ±- или Z 0-бозон, причём сечение слабой аннигиляции растёт с ростом энергии, в отличие от электромагнитной и сильной.

Примером сильной аннигиляции являются некоторые распады кваркониев, более тяжёлых, чем нейтральный пион (J/ψ-мезон, ϒ-мезон и т. п.). Кварки в них могут аннигилировать с участием сильного взаимодействия в два или три глюона, в зависимости от суммарного спина, хотя такие процессы обычно подавлены правилом Окубо — Цвейга — Иизуки. Затем глюоны превращаются в кварк-антикварковые пары.

Следует отметить, что аннигилирующие частица и античастица не обязаны быть одного типа; так, доминирующий распад заряженного пи-мезона π+ → μ+νμ обусловлен слабой аннигиляцией разнотипной пары кварков du в виртуальный W +-бозон, который затем распадается в пару лептонов. Рассматривается процесс аннигиляции положительного мюона с электроном, аналогичный аннигиляции позитрона с электроном. Этот процесс экспериментально пока не наблюдался, поскольку закон сохранения лептонного числа не позволяет мюон-электронной паре (в отличие от позитрон-электронной пары) электромагнитно аннигилировать в фотоны и требует слабой аннигиляции в нейтрино. Например, в мюонии — квазиатоме, состоящем из μ+ и e −, — расчётная вероятность аннигиляции в пару нейтрино μ+ + e − → νμνe составляет лишь 6,6×10−12 от вероятности обычного распада мюона.

Процессом, обратным аннигиляции, является рождение пар частица-античастица. Так, рождение электрон-позитронной пары фотоном в электромагнитном поле атомного ядра является одним из основных процессов взаимодействия гамма-кванта с веществом при энергиях более 1 МэВ.



Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D0%BD%D0%B8%D0%B3%D0%B8%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D1%8F
Категория: Определения | Добавил: Jebvo (21.11.2018)
Просмотров: 24 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar