Аннигиляция неизбежна?

wrest · 05/09/16 11528

Есть тема про аннигиляцию (напр. topic98454.html ) , но насколько я понимаю, принято создавать свою а не задавать вопросы в существующей.

В фантастических романах пишут про необыкновенной мощности энергетические явления при соединении (прикосновении, скажем), вещества и антивещества.

Скажем, у нас есть килограмм воды и килограмм антиводы, мы их где-то подальше в космосе, чтобы не пораниться, направляем друг на друга с небольшой (нерелятивистской) скоростью, так что когда-то эти два килограмма, не успев заметно испариться, встретятся.
Правильно ли описывают писатели фантасты, что в таком случае произойдет аннигиляция, и, грубо говоря, выделится энергия как если бы взорвалось 43 мегатонны тротила в виде э... частью электромагнитного излучения, частью в виде нейтрино?

Допустим теперь, что у нас не вода и антивода, а свинец и антижелезо, и мы неторопливо сталкиваем их. Будет тоже самое -- аннигиляция?

То есть, какие должны быть условия чтобы аннигиляция произошла сама собой, просто от того что вещество и антивещество достаточно приблизилось?

Например (это вопрос а не утверждение) -- аннигилировать будут только одинаковые частицы, скажем электрон и позитрон. И для того чтобы они аннигилировали нужно чтобы они приблизились на такое расстояние, на котором силы притяжения (кулоновской) хватит для того чтобы они притянулись друг к другу а не пролетели мимо.

Munin · 30/01/06 72407

Да, аннигиляция неизбежна. Выделяется энергия $mc^2.$

Аннигилируют только одинаковые частицы, в строгом смысле слова "аннигиляция". Можно подразумевать и нестрогий смысл, например, если мы возьмём килограмм вещества и антивещества разного химического состава, то они всё равно целиком превратятся в излучение, хотя кроме реакций аннигиляции в строгом смысле, там будут и другие реакции (типа превращения нейтронов в протоны).

wrest · 05/09/16 11528

А что нужно чтобы аннигиляция началась -- просто поднести до соприкосновения, или еще нужно например сжать, нагреть и т.п.?

Как там, если популярными словами, все пойдет? Например -- сначала проаннигилируют электроны и позитроны, которыми два куска будут соприкасаться, затем будут аннигилировать оставшиеся "голыми" ядра (протоны с антипротонами, нейтроны с антинейтронами и т.п.)?

А вообще, еще в самом начале реакции, не получится ли так, что эти два килограмма просто распылятся в стороны от начавшейся реакции и проаннигилирует только мизерная часть массы?
Например два килограммовых шара из железа и антижелеза сближаются на нерелятивиской скорости (первый вариант: единицы метров в секунду, второй вариант: единицы-десятки километров в секунду), лоб-в-лоб.

Geen · 01/09/13 4319

wrest в сообщении #1167788 писал(а):

А вообще, еще в самом начале реакции, не получится ли так, что эти два килограмма просто распылятся в стороны от начавшейся реакции и проаннигилирует только мизерная часть массы?

Именно так и будет

Munin · 30/01/06 72407

wrest в сообщении #1167788 писал(а):

А что нужно чтобы аннигиляция началась -- просто поднести до соприкосновения, или еще нужно например сжать, нагреть и т.п.?

Просто поднести до соприкосновения.

Причём все эти вопросы и подробности праздные и нереалистичные, потому что в природе никаких масс анитивещества нет. Ни в холодном виде, ни в сжатом и нагретом.

Самое большое, что бывает в природе - отдельные античастицы, чаще всего позитроны, но иногда антипротоны.

Самое большое, что сотворил человек - это небольшое количество антиатомов (кажется, антиводорода), и антиядер (кажется, антидейтерия). И так и будет всегда, потому что сделать что-то большее - исключительно трудно. Антиатомы в таком количестве, которое удалось получить, хранятся в специальной ловушке в виде даже не охлаждённого газа, а отдельных атомов.

wrest в сообщении #1167788 писал(а):

Как там, если популярными словами, все пойдет? Например -- сначала проаннигилируют электроны и позитроны, которыми два куска будут соприкасаться, затем будут аннигилировать оставшиеся "голыми" ядра (протоны с антипротонами, нейтроны с антинейтронами и т.п.)?

Да, грубо говоря, так. Первая поправка: энергия от первых же аннигиляций нагреет всё остальное вещество настолько, что в нём не останется атомов, а очень скоро диссоциируют и ядра.

wrest в сообщении #1167788 писал(а):

А вообще, еще в самом начале реакции, не получится ли так, что эти два килограмма просто распылятся в стороны от начавшейся реакции и проаннигилирует только мизерная часть массы?

В начале да. А вот потом всё это вещество превратится в газ, перемешается, и всё равно будет доаннигилировать.

wrest · 05/09/16 11528

Munin в сообщении #1167841 писал(а):

Причём все эти вопросы и подробности праздные и нереалистичные, потому что в природе никаких масс анитивещества нет. Ни в холодном виде, ни в сжатом и нагретом.

Самое большое, что бывает в природе - отдельные античастицы, чаще всего позитроны, но иногда антипротоны.

Это так, но к отдельным частицам в природе, насколько я понимаю, вряд ли применимо "просто поднести", поскольку они не бывают в покое а значит двигаются навстречу друг другу с большими скоростями и сталкиваются не оттого что скажем электрон и позитрон притягиваются кулоновскими силами, а просто потому что их пути пересеклись, верно? Поэтому я и спросил гипотетически, как если бы у нас был целый килограмм антижелеза.

Munin в сообщении #1167841 писал(а):

Первая поправка: энергия от первых же аннигиляций нагреет всё остальное вещество настолько, что в нём не останется атомов, а очень скоро диссоциируют и ядра.

Понятно, и поэтому первоначальный химический состав роли не играет, верно?

Munin · 30/01/06 72407