پديده نابودي زوج

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: يكي از نتايج اصل هم ارزي جرم و انرژي اين است كه اين دو مي.توانند به يكديگر تبديل شوند. مشاهده تجربي اين مسئله در فرايندهاي مختلف مانند اثر فوتوالكتريك ، اثر كامپتون ، پديده توليد زوج و … انجام شده است. در پديده توليد زوج تابش الكترومغناطيسي در مجاورت يك هسته سنگين به دو ذره الكترون و پوزيترون واپاشيده مي.شود، اما پوزيترون نمي.تواند طول عمر زيادي داشته باشد، چون فضا پر از الكترون است، لذا پوزيترون بعد از مدت كوتاهي از توليد شدن با يك الكترون تركيب شده و از بين مي.رود و به جاي آن فوتون يا تابش الكترومغناطيسي ايجاد مي.شود كه به اين پديده نابودي زوج ميگويند.

شرايط اوليه نابودي زوج

نابودي زوجهاي ذره و پادذره و همراه با آن آفرينش فوتونها ، عمل عكس توليد زوج است. نابودي ماده و آفرينش انرژي الكترومغناطيسي را براي حالتي در نظر مي.گيريم كه الكترون و پوزيترون نزديك به هم و اساسا ساكن باشند. در آغاز اندازه حركت خطي كل اين دو ذره صفر است، بنابراين وقتي اين دو ذره به هم مي.پيوندند و نابود مي.شوند، يك تك فوتون نمي.تواند آفريده شود، زيرا اين عمل باعث نقض قانون بقاي اندازه حركت خطي مي.شود، ولي اگر دو فوتون آفريده شوند كه با اندازه حركتهاي مساوي و در جهتهاي مخالف حركت كنند، اندازه حركت خطي مي.تواند پايسته بماند.

چنين زوج فوتونهايي داراي فركانسها و انرژيهاي يكسان هستند. در واقع مي.توان گفت كه سه يا چند فوتون مي.توانند آفريده شوند، ولي با احتمال به مراتب كمتر از آفرينش دو فوتون. همين طور ، وقتي چندين زوج الكترون و پوزيترون در نزديكي يك هسته سنگين نابود مي.شوند، تعداد كمي .از اين نابوديها يك تك فوتون توليد خواهند كرد.

سرنوشت نهايي پوزيترون

سرنوشت نهايي پوزيترونها بعد از توليد در پديده توليد زوج ، نابودي است. وقتي كه يك پوزيترون با انرژي بالا ظاهر مي.شود، هنگام عبور از ماده ، در اثر برخوردها ، انرژي جنبشي خود را از دست مي.دهد و سرانجام با سرعت پايين حركت مي.كند. آنگاه اين پوزيترون با يك الكترون تركيب مي.شود و تشكيل يك دستگاه مقيد به نام پوزيترونيوم مي.دهد كه خيلي سريع (در مدت 10- ^ 10 ثانيه) به دو فوتون با انرژي مساوي واپاشيده مي.شود.

از اين رو ، مرگ يك پوزيترون با ظهور دو كوانتوم نابودي يا دو فوتون ، كه انرژي هريك 0،51 ميليون الكترون ولت است، خبر داده مي.شود. قابليت فنا شدن پوزيترونها به دليل ناپايداري ذاتي نيست، بلكه به خاطر احتمال زياد برخورد آنها و نابوديهاي بعدي با الكترونهاست.

جهان فرضي

در جهاني كه ما در آن زندگي مي.كنيم، كثرت تعداد الكترون ، پروتون و نوترون (در حالت كلي ذره) برقرار است، بنابراين زماني كه پادذره.هاي اين ذرات خلق مي.شوند، بلافاصله طي فرايندهايي نابود مي.شوند، اما مي.توان فرض كرد كه بخشي از جهان وجود دارد كه در آن تعداد پوزيترون ، پادپروتون ، پادنوترون (در حالت كلي پادذره) زياد است. هرچند اين امر در حال حاضر فقط در حد يك حدس و گمان است.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 241]