Анихилацията е ... Анихилация на електрони и позитрон

Анихилацията е унищожение. По този начин терминът се превежда от латински. В тази статия ще се опитаме да разгледаме смисъла на термина и да определим неговите свойства и характеристики за себе си. Също така малко внимание ще бъде обърнато на трансформацията на материята на различни нива на структуриране на Вселената.

Обща информация

Анихилацията е реакция, придружаваща прехода на частиците и античастиците към другите им видове, различни от първоначалните компоненти на взаимодействието. С други думи, това е трансформация, която започва в случай на сблъсък на частици материя и антиматерия.

Най-известният и изучаван феномен на анихилация е взаимодействието на такива частици и античастици като електрони и позитрони.

Ако такива елементарни частици се сблъскат при ниски енергии или в свързано състояние-позитроний, тогава се образуват нови "фрагменти" на вселената: това води до появата на два или три фотони. Финалната цифра зависи от това как се ориентират въртенето на електрони и позитрони. В случая, когато енергийният ред достигне няколко MeV, двойките на електрон-позитрон получават възможност да извършат унищожаване на многофункции. Хадроните - частици, подложени на силно взаимодействие, най-често се "раждат", когато се достигне енергийна стойност от няколко стотин метра.

За материята и антиматерията

Анихилацията е взаимодействието на материята и антиматерията. Но какво е това?

Най-често то се приписва на мистериозни и мистични значения. Те обаче не са такива. Това се стреми да покаже популяризатори на науката, като например Дан Браун в книгата си "Ангели и демони".

За всяка частица има античастица. Съществуват и елементи на материята, които са античастица за себе си, но това изисква удовлетворяване на определени условия, които определят техните свойства (например неутралитета на електрическия заряд). Електронът и протона имат антиматериален противник с противоположна заряд. Неутронът е специална неутрална частица, която не е самостоятелно античастик. Това се дължи на факта, че има повече кварки в неутрона, отколкото антикварките, а в антинеутрона се наблюдава обратна картина на структурата.

Най-често във физиката не се използва префиксът "anti", защото според контекста на диалога или записа е ясно какво става. Например, взаимодействието между муон и антимон често се нарича просто двойка мион или, говорейки за разпадането на структурата в кварки и антикварки, те говорят само за кварк разпад, без да споменават и двете.

Действието на теорията на относителността

Анихилацията е метод за предаване на остатъчните енергии (Е.₀), които частиците притежават, в кинетичната енергия, която е продукт на реакцията. В случай на сблъсък на частица и нейния "антипод", възниква взаимно унищожаване на двете. В хода на такава реакция се освобождават огромни количества енергийни ресурси: E = 2E₀ = 2 мкр², където 2Е₀ - това е характеристика на останалата енергия, c е скоростта на движението на фотоните във вакуумно пространство и m е масата.

Въз основа на формулата по-горе, е възможно да се изчисли освобождаването на енергия, например, за стойност от 1 кг. По време на взаимодействието на такава маса антиматерия с материя ще бъде разпределена 1,8 * 10¹⁷. Това число е еквивалентно на освобождаването на енергия, наблюдавано по време на експлозията на 42,96 мегатона тринитротолуол. Това ядрено оръжие до днес е най-мощното средство за унищожаване, което някога е избухвало на планетата.

Фигурата по-долу е обща илюстрация на сблъсъка на унищожаването на електрони и позитрони. Нарича се диаграмата на Файнман.

Муон и антимон

Анихилацията е трансформацията на материята и антиматерията. Това е еквивалентно на всички нива на елементарната структура на Вселената. Нека приемем, че в определено ограничено пространство имаме муон и антимон, които са в практически покойна държава. Енергията на това пространство ще съответства на енергийния потенциал на муонната маса и нейния "антипод". Като казваме "на практика" имаме предвид намаляването на стойността на електрическото поле. Ако масата на муона е М, тогава нейната маса е M = c². Това е същото за антимиума. Енергията и масата са взаимосвързани.

Допълнителни трансформации

Анихилацията е вид преход от едно състояние на материя към друго.

Реакция, демонстрираща трансформацията на материята на различни нива на организация, е взаимодействието между муон и антимулон. Тя води до образуването на електронен и позитрон чрез "раждането" на други елементарни частици, взаимодействащи помежду си и формирайки е^- и д⁺.

Мионът и фотонът, вместо да се превръщат в фотони, преминават в позитрони и електрони.

Ако е^- или д⁺ са в покой, те ще "изтекат" във формата на фотон в същата форма, както правят мионът и антимустите.

Също така е важно да знаем, че антиелектроните и електроните могат да се трансформират в муони и антимони. За това обаче е необходимо да се спази определено обстоятелство - д^- и д⁺ трябва да имат голяма енергия на движение и да се сблъскат помежду си с огромна сила. "Бързо" частици е възможно само в случай на наличието на споменатата тук енергия, в изключително големи стойности.