Электрон и позитрон

[max077]

Доброго времени суток, уважаемые форумчане! Хотел бы отблагодарить всех, кто помог мне вчера, потому что сегодня весь класс с открытым ртом слушал мой "доклад". Конечно, я сказал учителю про форум, и про то, какие тут хорошие специалисты, на что он ответил, что даже лучшие специалисты многого не знают Нового задания он мне не дал, но рассказал кое-что про электроны и позитроны, чем хотелось бы тут поделиться, чтобы понять, прав ли он.
Во-первых он сказал, что электроны и позитроны взаимно аннигилируют, превращаясь в фотоны. Это, по его словам, значит, что электроны и позитроны, а так же фотоны имеют одну и ту же основу. Например, единичный фотон может превратиться на время в электрон-позитронную пару, которая снова превратится в фотон (это правда?), хотя он не сказал, в каких условиях такое бывает. И что для аннигиляции электрон и позитрон должны оказаться в одной нулевой точке.
Вот я и решил проверить его слова.

[Pphantom]

max077 в сообщении #961620 писал(а):

Во-первых он сказал, что электроны и позитроны взаимно аннигилируют, превращаясь в фотоны.

Точнее, могут взаимно аннигилировать.

max077 в сообщении #961620 писал(а):

Это, по его словам, значит, что электроны и позитроны, а так же фотоны имеют одну и ту же основу.

А вот это куда больше похоже на бред, чем на что-то разумное.

[levtsn]

все частицы-античастицы анигилируют в фотоны. значит все из одного теста видимо.

[max077]

Pphantom в сообщении #961634 писал(а):

Точнее, могут взаимно аннигилировать.

Для этого они должны оказаться в одной точке? Они ведь взаимно притягивают друг друга, да?

Pphantom в сообщении #961634 писал(а):

А вот это куда больше похоже на бред, чем на что-то разумное.

Я тоже об этом думал. И то, что единичный фотон может превратиться на время в электрон-позитронную пару-это вообще непонятно что.

-- 14.01.2015, 02:38 --

levtsn в сообщении #961636 писал(а):

все частицы-античастицы анигилируют в фотоны. значит все из одного теста видимо.

А почему это так?

[arseniiv]

levtsn нередко пишет ерунду. Аннигилировать не обязательно в фотоны. Просто есть набор зарядов (электрический среди них, но есть и куча других), и все превращения частиц, в которых из какой-то кучки частиц (возможно, одной частицы) с набором суммарных зарядов получается другая кучка частиц (или одна) с таким же набором суммарных зарядов, считаются разрешёнными и просходят всегда, когда на рождающиеся частицы хватит энергии, и возможно сохранение импульса (потому один фотон при аннигиляции электрона и позитрона получиться не может — существует система отсчёта, где импульс системы из электрона и позитрона нулевой, тогда как у фотона импульс ненулевой в любой системе отсчёта — а у парочки фотонов нулевым общий быть может) и ещё есть детали.

Превращаться набор частиц в разные вещи будет, конечно, не как получится, а с определёнными вероятностями, зависящими от исходного состояния: так, движущиеся с малыми скоростями электрон и позитрон рождают практически исключительно пары фотонов, а вот если их хорошенько разогнать и столкнуть, разнообразие результатов увеличится. Точнее не могу сказать; кто-нибудь опишет получше и поправит: это здесь пока как быстрая заплатка.

[Ms-dos4]

max077 в сообщении #961638 писал(а):

Для этого они должны оказаться в одной точке? Они ведь взаимно притягивают друг друга, да?

Не обязательно именно в одной точке. Они же не являются точками, это квантовые частицы, т.е. описываются волновой функцией.

max077 в сообщении #961638 писал(а):

Я тоже об этом думал. И то, что единичный фотон может превратиться на время в электрон-позитронную пару-это вообще непонятно что.

Единичный не может. В поле другого фотона, или в поле заряженной частицы (например ядра), взаимодействуя с виртуальным фотоном, может. А кстати, вот для вас задача. Почему единичный фотон принципиально не может превратиться в электрон-позитронную пару?

max077 в сообщении #961638 писал(а):

А почему это так?

На самом деле, не совсем так. Аннигилировать могут во что угодно, на что хватит энергии (и что не запрещено законами сохранения) Никто не мешает проаннигилировать электрону и позитрону в мюон-антимюон, ЕСЛИ у них есть на это энергия. Аннигиляция в фотоны встречается чаще всего, т.к. ни на что другое им энергии не хватит (или мешают законы сохранения). Так же например протон-антипротон могут с помощью сильных взаимодействий аннигилировать в пионы, снова же, если будет энергия.

[amon]

max077, если Вам это действительно интересно, то есть такая книжка, читабельная (с некоторым усилием) на школьном уровне:
Копылов Г.И. Всего лишь кинематика.

Глядишь - еще доклад сделаете ;)

[max077]

Ms-dos4 в сообщении #961648 писал(а):

В поле другого фотона

Что это значит?

Ms-dos4 в сообщении #961648 писал(а):

А кстати, вот для вас задача. Почему единичный фотон принципиально не может превратиться в электрон-позитронную пару?

Не хватит энергии, наверное.

amon в сообщении #961654 писал(а):

max077, если Вам это действительно интересно, то есть такая книжка, читабельная (с некоторым усилием) на школьном уровне:
Копылов Г.И. Всего лишь кинематика.

Спасибо большое. Прочитаю.

[Ms-dos4]

max077 в сообщении #961657 писал(а):

Что это значит?

Это в смысле два фотона уже могут превратиться в пару частица-античастица (если энергии хватит, конечно)

max077 в сообщении #961657 писал(а):

Не хватит энергии, наверное.

Не. Даже если ему энергии будет хватать для рождения пары, в одиночку всё равно не сможет . Вы подумайте, ответ на самом деле простой. Даю подсказку- если запрет не по энергии, не по заряду, то по чему?

[Nemiroff]

max077 в сообщении #961657 писал(а):

Не хватит энергии, наверное.

Это не принципиально. Энергии всегда можно долить. Принципиально — значит, что-то нарушается, что не может нарушаться.

[max077]

Ms-dos4 в сообщении #961658 писал(а):

Это в смысле два фотона уже могут превратиться в пару частица-античастица (если энергии хватит, конечно)

Я не знаю, как выглядит фотон. Учитель говорит, что это нечто вроде длинной волны.

Ms-dos4 в сообщении #961658 писал(а):

Вы подумайте, ответ на самом деле простой. Даю подсказку- если запрет не по энергии, не по заряду, то по чему?

По импульсу? Но как?

[Someone]

max077 в сообщении #961657 писал(а):

Не хватит энергии, наверное.

Можно взять такой фотон, чтобы энергии хватило. А превратиться всё равно не может. Кстати, одинокая электрон-позитронная пара в один фотон тоже не превращается.

[Nemiroff]

max077 в сообщении #961665 писал(а):

Я не знаю, как выглядит фотон.

Фотон выглядит как свет.

max077 в сообщении #961665 писал(а):

По импульсу? Но как?

Интересный вопрос. Правильный. Про центр масс/инерции что-нибудь слышали?

[Ms-dos4]

max077 в сообщении #961665 писал(а):

Я не знаю, как выглядит фотон. Учитель говорит, что это нечто вроде длинной волны.

Это вообще не принципиально, как он там выглядит. (Вообще, я наперёд скажу, что в квантовой механике некоторые вещи представить себе очень сложно, а порой и невозможно. Нужно просто смириться, и считать ). В общем, понимание квантов полей вам пока не нужно, не заморачивайтесь

max077 в сообщении #961665 писал(а):

По импульсу? Но как?

По импульсу, да. Ну вот думайте, раз на вас там возлагают большие надежды . Есть вообще способ крайне лёгкий, позволяющий получить ответ мгновенно, без расчётов(вот Nemiroff на него и намекает). Однако можно и тупо сосчитать...

[max077]

Nemiroff в сообщении #961668 писал(а):

Фотон выглядит как свет.

Фотон-квант электромагнитного поля. Не только свет Но как его представить?

Nemiroff в сообщении #961668 писал(а):

Про центр масс/инерции что-нибудь слышали?

Нет. Рано еще.