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Paarbildung und Paarvernichtung

5. Klasse ‐ Abitur

Treffen ein Elementarteilchen und sein Antiteilchen aufeinander, können sie in einer Paarvernichtungsreaktion zerstrahlen, d. h. sie verschwinden und es bleiben zwei oder drei Gammaquanten (Photonen) zurück, deren Summe den Energien von Teilchen und sein Antiteilchen entspricht. Außer dem Energieerhaltungssatz müssen dabei auch der Impuls- und der Drehimpulserhaltungsatz berücksichtigt werden.

Umgekehrt kann man ein Teilchen und sein Antiteilchen „aus dem Nichts“ erzeugen, wenn man an einem Ort mindestens so viel Energie zusammenbringt, wie der doppelten Ruheenergie des Teilchens bzw. des Antiteilchens entspricht. Dieser Vorgang heißt Paarbildung. Die Bildung von Elektron-Positron-Paaren ist ein wichtiger Verlustprozess für Gammastrahlung, da die Elektronenmasse 511 keV beträgt – der doppelte Betrag 1,022 MeV ist eine typische Gammastrahlungsenergie.


Schlagworte

  • #Quantenphysik
  • #Elementarteilchenphysik
  • #Antimaterie