การประลัยอิเล็กตรอน-โพสิตรอน

การประลัยอิเล็กตรอน-โพซิตรอนเกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอน (e^-) และโพซิตรอน (e⁺), ปฏิยานุภาคของอิเล็กตรอน) เข้าปะทะกัน ผลจากการปะทะกันคือการประลัยของอิเล็กตรอนและโพซิตรอนและมีการสร้างโฟตอนรังสีแกมมาหรืออนุภาคพลังงานสูงอื่น ๆ

การประลัยอิเล็กตรอน-โพซิตรอนเกิดขึ้นตามธรรมชาติเป็นผลมาจากการสลายตัวเบต้าบวก

แผนภาพไฟน์แมนของการประลัยอิเล็กตรอน-โพสิตรอน

e^- + e⁺ → γ + γ

กระบวนการต้องเป็นไปตามกฎการอนุรักษ์ อันได้แก่ :

• การอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า ประจุสุทธิก่อนและหลังเป็นศูนย์
• การอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงเส้นและพลังงานทั้งหมด ซึ่งห้ามสร้างรังสีแกมมาเดี่ยว ๆ อย่างไรก็ตามในทฤษฎีสนามควอนตัมขั้นตอนนี้จะยอมอนุญาตให้ได้ ดูตัวอย่างของการประลัย.
• การอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม

เช่นเดียวกับวัตถุสองประจุใด ๆ, อิเล็กตรอนและโพสิตรอนก็อาจเกิดปฏิกิริยากับแต่ละอนุภาคอื่น ๆ โดยไม่ต้องมีการประลัยในกรณีทั่ว ๆ ไปโดยเกิดการกระเจิงแบบยืดหยุ่น (elastic scattering)

กรณีพลังงานต่ำ

มีเพียงกลุ่มอนุภาคที่จำกัดมากของความเป็นไปได้สำหรับสถานะขั้นสุดท้าย ที่เป็นไปได้มากที่สุดคือการถูกสร้างขึ้นของโฟตอนรังสีแกมมาจำนวนสองอนุภาคหรือมากกว่านั้น การอนุรักษ์พลังงานและโมเมนตัมเชิงเส้นนั้นห้ามการสร้างเพียงโฟตอนเพียงอนุภาคเดียว (ข้อยกเว้นของกฎนี้สามารถเกิดขึ้นได้สำหรับพันธะอิเล็กตรอนของอะตอมอย่างแน่นหนา ) ในกรณีที่พบมากที่สุด, โฟตอนสองอนุภาคจะถูกสร้างขึ้น, แต่ละอนุภาคจะมีพลังงานเท่ากับพลังงานนิ่งของอิเล็กตรอนหรือโพสิตรอน (511 กิโลอิเล็กตรอนโวลต์) เป็นความสะดวกต่อการอ้างอิงถึงกรอบอ้างอิง (frame of reference) ที่อยู่ในระบบซึ่งไม่มีโมเมนตัมเชิงเส้นสุทธิ (no net linear momentum) ก่อนเกิดการประลัย; ดังนั้นหลังจากการชนกัน, รังสีแกมมาก็จะถูกปลดปล่อยออกมาในทิศทางตรงข้ามกัน

ดูเพิ่ม

• Annihilation
• Pair production
• Bhabha scattering
• Meitner–Hupfeld effect
• List of particles
• Positronium

อ้างอิง

1. L. Sodickson, W. Bowman, J. Stephenson, R. Weinstein (1970). "Single-Quantum Annihilation of Positrons". Physical Review. 124: 1851. Bibcode:1961PhRv..124.1851S. doi:10.1103/PhysRev.124.1851.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
2. W.B. Atwood, P.F. Michelson, S.Ritz (2008). "Una Ventana Abierta a los Confines del Universo". Investigación y Ciencia. 377: 24–31.CS1 maint: multiple names: authors list (link) (สเปน)