Parinmuodostus ja valo

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Omia pohdintoja:

Atomin ytimen lähellähän fotoni voi muuttua aineeksi siten, että syntyy kaksi hiukkasta. Esim. Elektroni ja positroni. En ole löytänyt kunnon selitystä sille miksi kyseinen ilmiö tapahtuu ja mietin sellaista vaihtoehtoa, että ytimen positiivinen varaus vetää negatiivisesti varautuneet syntyvän hiukkasen itseensä päin ja syntyvää positiivisesti varautunutta hiukkasta pois päin itsestään.
Seuraavaksi jäin miettimään sitä, että miksi noin kävisi vain atomiytimen lähellä. Olisiko mahdollista, että valo kulkiessaan käy kokoajan läpi parinmuodostus/annihilaatio sykliä? Ts. syntyisi kaksi hiukkasta jotka sähköisen vetovoiman vuoksi törmäisivät toisiinsa ”välittömästi” ja sitä kautta annihiloituisivat kvantiksi joka ”samantien” muodostaisi taas kaksi hiukkasta ja tätä sarjaa jatkuisi kokoajan.

Annihiaatiossa ilmeisesti pitäisi syntyä kaksi kvanttia, mutta jos syntyneet hiukkaset törmäävät sopivassa kulmassa toisiinsa niin eikö voisi syntyä yksi kvantti jonka kulkusuunta on sama kuin kvantin josta hiukkaset syntyivät?

Olisiko jollakin tietoa, että mistä saisi oikeaa tietoa tuosta parinmuodostuksesta ja valosta? Wikipediakin on aika ylimalkainen aiheen suhteen.

Kommentit (5)

Vierailija
Sarmal
Omia pohdintoja:

Atomin ytimen lähellähän fotoni voi muuttua aineeksi siten, että syntyy kaksi hiukkasta. Esim. Elektroni ja positroni. En ole löytänyt kunnon selitystä sille miksi kyseinen ilmiö tapahtuu ja mietin sellaista vaihtoehtoa, että ytimen positiivinen varaus vetää negatiivisesti varautuneet syntyvän hiukkasen itseensä päin ja syntyvää positiivisesti varautunutta hiukkasta pois päin itsestään.
Seuraavaksi jäin miettimään sitä, että miksi noin kävisi vain atomiytimen lähellä. Olisiko mahdollista, että valo kulkiessaan käy kokoajan läpi parinmuodostus/annihilaatio sykliä? Ts. syntyisi kaksi hiukkasta jotka sähköisen vetovoiman vuoksi törmäisivät toisiinsa ”välittömästi” ja sitä kautta annihiloituisivat kvantiksi joka ”samantien” muodostaisi taas kaksi hiukkasta ja tätä sarjaa jatkuisi kokoajan.

Annihiaatiossa ilmeisesti pitäisi syntyä kaksi kvanttia, mutta jos syntyneet hiukkaset törmäävät sopivassa kulmassa toisiinsa niin eikö voisi syntyä yksi kvantti jonka kulkusuunta on sama kuin kvantin josta hiukkaset syntyivät?

Olisiko jollakin tietoa, että mistä saisi oikeaa tietoa tuosta parinmuodostuksesta ja valosta? Wikipediakin on aika ylimalkainen aiheen suhteen.


Nyt olen aavistuksen epävarmalla pohjalla, mutta käsittääkseni parinmuodostuminen ytimen lähellä on mahdollista vahvan vuorovaikutuksen takia, mikä ei kauempana ytimestä enää sitten juurikaan vaikuta. Enkä ole koskaan kuullut mistään erikoistapauksista, että annihilaatiossa muodostuisi vain yksi kvantti.

Voithan tarkistaa fysiikan juttuja vaikka TÄÄLTÄ

Vierailija
Sarmal
Annihiaatiossa ilmeisesti pitäisi syntyä kaksi kvanttia, mutta jos syntyneet hiukkaset törmäävät sopivassa kulmassa toisiinsa niin eikö voisi syntyä yksi kvantti jonka kulkusuunta on sama kuin kvantin josta hiukkaset syntyivät?

Ei, sillä energia ja liikemäärä eivät säilyisi.

Sarmal
Olisiko jollakin tietoa, että mistä saisi oikeaa tietoa tuosta parinmuodostuksesta ja valosta? Wikipediakin on aika ylimalkainen aiheen suhteen.

Jos haluaa tarkkaa tietoa, ei auta kuin opiskella kvanttimekaniikkaa ja kvanttikenttäteoriaa. Jos haluaa populaaritieteellistä kirjaa aiheesta, Richard Feynmanin "QED, valon ja aineen ihmeellinen teoria" voi löytyä kirjastosta.

Kale
Nyt olen aavistuksen epävarmalla pohjalla, mutta käsittääkseni parinmuodostuminen ytimen lähellä on mahdollista vahvan vuorovaikutuksen takia, mikä ei kauempana ytimestä enää sitten juurikaan vaikuta. Enkä ole koskaan kuullut mistään erikoistapauksista, että annihilaatiossa muodostuisi vain yksi kvantti.

Kyse ei ole vahvasta vuorovaikutuksesta, koska fotoni ei tunne vahvaa vuorovaikutusta. Kyse on ihan perinteisestä liikemäärän ja energian säilymisestä. Yhden fotonin muuttumisessa elektroni-positroni-pariksi ei liikemäärä ja energia molemmat säily, ellei reaktioon osallistu vielä yksi ylimääräinen hiukkanen, joksi atomiydin käy vallan mainiosti. Ja koska tämä tapahtuu sähkömagneettisen vuorovaikutuksen avulla, on tämä prosessi kuvattavissa sillä kuuluisalla QED:llä (kvanttielektrodynamiikalla).

Samasta syystä -- liikemäärän ja energian säilymisestä -- johtuen annihilaatiossa täytyy syntyä vähintään kaksi fotonia.

Vierailija
Zalama
Sarmal
Olisiko jollakin tietoa, että mistä saisi oikeaa tietoa tuosta parinmuodostuksesta ja valosta? Wikipediakin on aika ylimalkainen aiheen suhteen.

Jos haluaa tarkkaa tietoa, ei auta kuin opiskella kvanttimekaniikkaa ja kvanttikenttäteoriaa. Jos haluaa populaaritieteellistä kirjaa aiheesta, Richard Feynmanin "QED, valon ja aineen ihmeellinen teoria" voi löytyä kirjastosta.

Tuossa se yöpöydällä on. Tosin en vielä ole päässyt niin pitkälle, että parinmuodostuksesta olisi sanaakaan sanottu.

Vierailija
Zalama
Kale
Nyt olen aavistuksen epävarmalla pohjalla, mutta käsittääkseni parinmuodostuminen ytimen lähellä on mahdollista vahvan vuorovaikutuksen takia, mikä ei kauempana ytimestä enää sitten juurikaan vaikuta. Enkä ole koskaan kuullut mistään erikoistapauksista, että annihilaatiossa muodostuisi vain yksi kvantti.

Kyse ei ole vahvasta vuorovaikutuksesta, koska fotoni ei tunne vahvaa vuorovaikutusta.

Olet oikeassa! Olinpas minä ajattelematon.

Zalama
Kyse on ihan perinteisestä liikemäärän ja energian säilymisestä. Yhden fotonin muuttumisessa elektroni-positroni-pariksi ei liikemäärä ja energia molemmat säily, ellei reaktioon osallistu vielä yksi ylimääräinen hiukkanen, joksi atomiydin käy vallan mainiosti.

Ja koska tämä tapahtuu sähkömagneettisen vuorovaikutuksen avulla, on tämä prosessi kuvattavissa sillä kuuluisalla QED:llä (kvanttielektrodynamiikalla).

Samasta syystä -- liikemäärän ja energian säilymisestä -- johtuen annihilaatiossa täytyy syntyä vähintään kaksi fotonia.


Epäilin tuota liikemäärän ja energian synkronontiväitettäsi, mutta en tosiaan saanut niitä täsmäämään ilman ydintä, joten uskonpa siis tuonkin.

Olisiko siis niin, että tarvitaan riittävän suuri SM-kenttävoimakkuus + ytimen läheisyys, jotta parinmuodostus tai annihilaatio voisi tapahtua? Vai tarvitseeko SM-kentän edes olla erityisen voimakas?

Vierailija

* Jotta parinmuodostus voi tapahtua, täytyy fotonin energian olla vähintään 1.02 MeV. --> näkyvän valon energia ei mitenkään riitä tähän.

* Parinmuodostus tapahtuu helpoiten raskaiden alkuaineiden ytimien läheisyydessä. Kevyiden alkuaineiden ytimien lähellä voi tapahtua myös, mutta on epätodennäköisempää kuin raskaiden aineiden kohtalla, jos fotonin energia on vakio.

* Vaikka fotonin energia ylittääkin tuon 1.02 MeV, voi Compton-sirontaa tapahtua edelleenkin; todennäköisyys parinmuodostukselle kuitenkin kasvaa fotonikvantin energian kasvaessa.

Uusimmat

Suosituimmat