1. Inledande fart:
* Systemets första momentum bärs av den inkommande fotonen. Momentum av en foton ges av p =e/c , där E är dess energi och C är ljusets hastighet.
2. Slutlig fart:
* Den sista momentumet bärs av elektronen och positronen. Båda partiklarna har fart av p =MV , där m är deras massa och v är deras hastighet.
3. Bevarande av fart:
* Den totala momentumet före interaktionen (fotonmomentet) måste vara lika med den totala momentumet efter interaktionen (elektron och positronmoment).
Viktiga överväganden:
* Energi och massa: Fotons energi omvandlas till massenergin hos elektron och positron. Fotonens energi måste vara minst lika med REST-massenergin i elektronpositronparet (1.022 MeV) för att parproduktion ska ske.
* Riktning: Elektronen och positronen skapas med motsatt moment. Detta är nödvändigt för att säkerställa att vektorns summan av deras moment är lika med fotonens första momentum.
* Kärnans roll: Kärnan är involverad eftersom den ger ett starkt elektromagnetiskt fält för att förmedla interaktionen. Den absorberar lite fart från fotonen för att säkerställa att den övergripande momentumet bevaras. Kärnan är emellertid mycket tyngre än elektronen och positronen, så dess rekylmoment är försumbar.
Sammanfattningsvis:
Parproduktion är ett vackert exempel på fysikens grundläggande bevarandelagar. Momentum -bevarande, tillsammans med energibesparing och avgiftsbevarande, säkerställer att processen sker på ett sätt som överensstämmer med vår förståelse av universum.
