1. Högenergifoton: Processen börjar med en högenergifoton, vanligtvis en gammastråle, som har tillräckligt med energi för att skapa ett partikel-antipartikelpar.
2. Interaktion med materia: Denna foton interagerar med en kärna eller ett starkt elektriskt fält, som en tung kärna.
3. Energikonvertering: Fotons energi omvandlas till massan av elektronpositronparet (enligt Einsteins berömda ekvation E =mc²).
4. Bevaringslagar: Denna process måste följa grundläggande bevarandelagar:
* Conservation of Energy: Den totala energin före och efter interaktionen förblir densamma.
* bevarande av fart: Den totala fart före och efter interaktionen förblir densamma.
* bevarande av avgift: Den totala laddningen före och efter interaktionen förblir densamma (eftersom en positron har en +1 -laddning och en elektron har en -1 -laddning är deras totala laddning noll).
5. Resultat: Interaktionen producerar en elektron och en positron, som flyger av i motsatta riktningar för att bevara fart.
Nyckelpunkter:
* Minsta energi: Fotonen måste ha åtminstone energi som motsvarar den kombinerade vilmassan hos elektron och positron (1.022 MeV) för att parproduktion ska ske.
* Rollen för kärnan: Kärnan är nödvändig för att bevara fart under processen.
* antimateria: Positroner är antipartiklarna för elektroner. De har samma massa men motsatt laddning.
Exempel på parproduktion:
* kosmiska strålar: Parproduktion är en vanlig process i kosmos, som inträffar när kosmiska strålar med hög energi interagerar med materien.
* Kärnreaktioner: Parproduktion kan också förekomma i vissa kärnreaktioner där gammastrålar släpps ut.
Applikationer av positroner:
* Positron Emission Tomography (PET): Positroner används i medicinska avbildningstekniker som PET -skanningar för att skapa detaljerade bilder av organ och vävnader.
* Partikelfysikforskning: Positroner används i partikelacceleratorer för att studera grundläggande partiklar och krafter.
