En una aniquilación electrón-positrón, ¿en qué dirección se liberan los fotones?

Leí que, en una aniquilación electrón-positrón, se producen al menos 2 fotones, debido a la ley de conservación del momento.

mi pregunta es: en que direccion se liberan esos fotones? y qué tan precisa es esta animación?

ingrese la descripción de la imagen aquí

editar: ahora entiendo que no hay una dirección específica para los fotones liberados, pero podemos calcular la probabilidad de que se liberen en un cierto ángulo.

ahora es correcto que los 2 fotones liberados deben tener direcciones opuestas?

Hola. Esta es una imagen clásica, pero con las partículas elementales, no hay un camino definido que tomen, solo la probabilidad de que las encuentren en alguna parte. La animación no debe tomarse como precisa, Saludos

Respuestas (2)

Es un ejercicio estándar en electrodinámica cuántica encontrar la dependencia angular de la sección transversal diferencial. Lo que más o menos significa qué tan probable es que los fotones se dispersen en un cierto ángulo, dada la energía de las partículas incidentes.

Entonces, suponiendo que se promedian los giros del par electrón-positrón, y que no le importa la polarización del fotón, si define θ para ser el ángulo que forman los fotones salientes con la dirección de las partículas incidentes, y trabajas en el marco COM, obtienes

| d σ d Ω | ∝ mi 2 + pags 2 porque 2 θ + 2 metro mi 2 metro mi 2 + pags 2 porque 2 θ − 2 metro mi 4 ( metro mi 2 + pags 2 porque 2 θ ) 2
Dónde mi es la energía del electrón entrante, y pags es su impulso, y C ≡ 1 .

Para muy enérgico mi + mi − esto se convierte

| d σ d Ω | ∝ 2 csc 2 θ − 1

Dato curioso: para lento mi + mi − su tamaño de De Broglie será grande para establecer efectivamente un límite inferior en el parámetro de impacto, lo que hará que la formación del positronio en estado ligado meta estable sea mucho más probable. Después de eso, el decaimiento dependerá de las especificaciones del estado enlazado.

Esto puede seguir la ecuación de Einstein y puede parecer que encaja en la imagen clásica, pero esto tiene lugar entre dos partículas que obedecen a las estadísticas de Fermi Dirac. Por lo tanto, es un fenómeno cuántico, y la dirección de emisión de fotones es arbitraria, como lo requiere la suposición fundamental de la mecánica cuántica.

¡¡Mayúsculas y puntos, por favor!!
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