Aniquilación/creación de electrones y positrones

Los electrones, positrones y gammas pertenecen al ámbito de la mecánica cuántica.

Las partículas se describen mediante cuatro vectores de energía-momento , siendo su masa la "longitud" de los cuatro vectores.

Un fotón por sí mismo, debido a su masa cero, no importa cuánta energía tenga, no puede decaer en un par de electrones y positrones debido a las leyes de conservación de energía y momento. En el centro de masa de los e+e- la energía mínima que tienen es el doble de la masa del electrón, mientras que un fotón no tiene centro de masa. Entonces es necesario que el fotón interactúe con un campo de otra partícula para que se conserven la energía y el momento. La energía mínima del fotón debería estar un poco por encima de la suma de las dos masas, para incluir el momento y la energía que se lleva el núcleo Z.

Generalmente, una vez creado, el positrón de electrones en su centro de masa se mueve en direcciones opuestas y no puede recombinarse ya que la atracción de las cargas opuestas no es lo suficientemente fuerte. Solo si se producen en reposo puede ocurrir este fenómeno.

Un electrón que golpea un positrón puede aniquilarse en dos rayos gamma, de cuatro vectores iguales y opuestos en el centro de masa del sistema. Para altas energías, como sucedió en el colisionador LEP , dominan otras creaciones de partículas alternativas.