Создавање на парови

Создавање на парови — појава при која се создава елементарна честичка и на нејзе спротивната античестичка. Обично настанува кога фотон е во земонодејство со друг бозон. Како пример при ваков судир се создаваат електрон и на него спротивната честичка позитрон. За сето ова да се случи потребна е енергија со големина поголема од енергијата на мирување на двете честички при што се зачувуваат импулсот и енергијата. Други видови на парови кои можат да бидат создадени се мион анти-мион или пак тау и анти-тау. Веројатноста за создавање на парови во заемодејствата на материјата и светлината се зголемува со зголемувањето на енергијата на фотонот и со зголемувањето на атомскиот број на начин - Z2.

 Примери 

 +   →  + 

Во јадрената физика, овој настан се случува кога фотон со висока енергија заемодејстува со јадрото. Енергијата на овој фотон може да се искаже преку масата со Ајнштајновата равенка ; каде   е енергијата,  е масата  е брзината ан светлината. Фотонот мора да има доволно енергија за да ја создаде масата на електронот и онаа на позитронот. масата на мирување на еден електрон изнесува  9,11 × 10−31 kg или (0.511 MeВ), иста како и кај позитронот. Без присуство на јадро да го прифати импулсот, фотон кој се распаднува на пар електрон-позитрон ( или останати типови на парови ) никогаш нема да ги зачува енергијата и импулсот едновремено.

 Заемодејство фотон-јадро 

Посотјат различни процеси каде можат да се добијат пар електрон - позитрон. Во воздухот  ( на пр. при електрични празнења ), но најпознато е расејувањето на фотоните од јадрата на атомите или молекулите.
Со помош на квантната механика процесот на создавање на парови може да се опише со квадруполниот диференцијален напречен пресек:Bethe, H.A., Heitler, W., 1934. On the stopping of fast particles and on the creation of positive electrons. Proc. Phys. Soc. Lond. 146, 83–112

каде

Овој израз се добива со користење на квантно механичката симетрија меѓу создавањето на парови и запирното зрачење. 
 е атомскиот број,  е константата на фината структура,  е намалената Планкова константа и  е брзината на светлината. Кинетичките енергии  на позитронот и електронот соодветно се поврзани со енергиите  и импулсите  преку:

Зачувувањето на енергијата дава:

Импулсот  на  виртуелниот фотон меѓу упадниот фотон и јадрото е:

каде насоките се дадени преку:

каде  е импулсот на упадниот фотон.

За да се разгледа односот меѓу енергијата на фотонот  и аголот на оддавање   меѓу фотонот и позитронот, со интеграција на квадруполниот напречен пресек преку просторните агли  and  Кен и Еберт Koehn, C., Ebert, U., Angular distribution of Bremsstrahlung photons and of positrons for calculations of terrestrial gamma-ray flashes and positron beams, Atmos. Res. (2013), http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosres.2013.03.012 го наоѓаат дуплиот диференцијален напречен пресек,

со

и

Овој напречен пресек може да се искорити во Монте Карло симулации. Анализата на овој израз покажува дека позитроните се главно оддадени во насока на упадниот фотон.

 Наводи 

 Поврзано 

Комптонов ефект
Клајн-Нишинина равенка
Томсоново расејување
Фотоелектричен ефект

Категорија:Честична физика
Категорија:Јадрена физика