Как работает процесс аннигиляции материи и антиматерии в ядерной физике?

Аннигиляция — это физический процесс, при котором частица материи встречается с соответствующей частицей антиматерии и исчезает, полностью превращаясь в энергию или другие элементарные частицы. belnet.bsu.by science.mail.ru

Процесс аннигиляции начинается, когда частица и античастица сближаются на очень малое расстояние. science.mail.ru Если при этом их кинетическая энергия позволяет преодолеть электростатическое отталкивание (при его наличии), то происходит взаимодействие. science.mail.ru

На примере электрона и позитрона процесс аннигиляции происходит так: science.mail.ru

1. Сближение. science.mail.ru Электрон и позитрон притягиваются благодаря противоположным зарядам. science.mail.ru
2. Контакт. science.mail.ru Они вступают в кратковременное взаимодействие. science.mail.ru
3. Исчезновение частиц. science.mail.ru Масса обеих частиц преобразуется. science.mail.ru
4. Рождение фотонов. science.mail.ru Чаще всего аннигиляция этой пары приводит к появлению двух гамма-квантов (фотонов высокой энергии), каждый с энергией около 511 кэВ. science.mail.ru

В более сложных случаях, например при аннигиляции протона и антипротона, возможны разнообразные продукты: пионные пары, каоны, мезоны, фотоны, иногда нейтрино. science.mail.ru В этом случае энергии гораздо больше, и аннигиляция сопровождается каскадом вторичных реакций. science.mail.ru

Аннигиляция подчиняется законам сохранения: энергии, импульса, электрического заряда, барионного и лептонного чисел, спина. science.mail.ru Нарушение любого из этих законов делает аннигиляцию невозможной, поэтому в каждом конкретном случае итоговые продукты зависят от входящих частиц и их характеристик. science.mail.ru