¿Por qué la espiral de un positrón tiene un radio mayor que el de un electrón en esta imagen en una cámara de burbujas?

La espiral más pequeña es causada por un electrón La espiral más grande es causada por un positrón

Sin embargo, tienen la misma masa y magnitud de carga. Entonces, durante la producción de este par, ¿por qué el positrón sigue una espiral que tiene un radio más grande?

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Hablando estrictamente de esta hermosa imagen SOLAMENTE, no puede afirmar que estos son electrones y positrones. Todo lo que puedes decir es que las partículas tienen diferentes signos de carga y la fracción METRO a s s × S pag mi mi d C h a r gramo mi se ve igual Debido a que tienen casi el mismo número de rotaciones: la partícula izquierda tiene 4 vueltas y la derecha alrededor de 6. Necesita MÁS datos, esta imagen por sí sola no es suficiente. ¿Y cuál es esta tercera pista que viene del origen de las espirales? :)
@AsphirDom En general, el experimentador también sabe algunas cosas (densidad y composición) sobre el fluido en la cámara, la fuerza del campo magnético y la ampliación de la imagen, lo que significa que generalmente pueden obtener un PID muy bueno a partir de la imagen.
Me parece que empiezan con la misma curvatura. Después de eso, la tasa de pérdida de energía es diferente.

Respuestas (3)

En un campo magnético B , una partícula con carga q se mueve en círculos de radio

(1) r = metro v | q | ‖ B ‖ ,
dónde v es su velocidad. La orientación (hacia la derecha o hacia la izquierda) depende del signo de q . Dado que los electrones y los positrones tienen las mismas masas y cargas opuestas, un electrón y un positrón en un campo magnético se mueven en círculos con orientaciones opuestas. Si tienen la misma velocidad, se moverán en círculos del mismo tamaño porque la fórmula (1) da el mismo radio. Pero si no tienen la misma velocidad , los círculos tendrán diferentes radios, en consecuencia.

Como dijo @annav, cuando se crean el electrón y el positrón, sus momentos pag = metro v no tienen razón para ser iguales, y uno puede observar un electrón con un círculo más grande que el positrón o lo contrario como en su imagen. El caso en que tengan exactamente la misma velocidad es altamente improbable.

Ya veo, entonces la diferencia en el radio se debe solo a la diferencia en pag y por lo tanto una diferencia en v del electrón y del positrón. Solo por interés, ¿podría ser que durante la producción de un par en el que un rayo gamma golpea un núcleo, el positrón puede tener una mayor v debido a la repulsión de los núcleos cargados positivamente... y por lo tanto tener una mayor r que el electrón?
@Eliza. No soy especialista en física nuclear y mi respuesta podría estar incompleta. Lo que dices parece correcto, el positrón debería acelerarse por repulsión de los protones en el núcleo, siempre que esté bajo la nube de electrones del átomo. Después de salir del átomo, como el átomo es neutral, mantendrá su impulso. El electrón será frenado por el núcleo de la misma manera. Como conclusión, debería haber una mayor probabilidad de ver un positrón con mayor momento, pero no tengo idea si este efecto es significativo o medible. La imagen no es de ninguna manera evidencia de tal efecto.
@ V.Rossetto Su afirmación sobre el efecto nuclear en el positrón y el electrón es incorrecta. La ganancia/pérdida de energía que se aproxima al núcleo es simétrica con la pérdida/ganancia que sale del núcleo. La mayor diferencia entre electrones y positrones es su destino final: el positrón eventualmente será aniquilado con un electrón.

El electrón y el positrón son la materialización de la energía de un gamma/fotón que golpea (supongamos) un protón en una cámara de burbujas de hidrógeno. El par no se puede crear sin una interacción en el campo de otra partícula, debido a la conservación de cuatro momentos en el sistema del centro de masa. El fotón tiene masa cero, el par electrón-positrón está limitado por la masa de cada partícula: el sistema del centro de masa del e+ e- la masa invariante de cuatro vectores es al menos m_e+ + m_e-.

El balance de energía y cantidad de movimiento dará la energía original del fotón. Como un problema de tres cuerpos, las tres partículas involucradas pueden compartir el impulso dentro de las restricciones de las leyes de conservación. La naturaleza no necesita calculadora.

"compartir el impulso"... pero ¿por qué el positrón obtiene una mayor parte del impulso? Quiero decir porque obtiene una mayor participación, obtiene una mayor energía cinética y, por lo tanto, un radio más grande... pero ¿por qué no puede ser este el caso de un electrón? Además, ¿tiene que ver con la repulsión entre el protón y el positrón? (tomando el caso de un rayo gamma golpeando un núcleo y ocurriendo la producción de pares)
Si acumula una gran muestra estadística de la misma interacción (en energía de gamma), es posible que tenga razón. Lo que dice un evento es similar a un golpe en la pantalla de un experimento de doble rendija. Materializa la probabilidad de la interacción, que tiene una libertad dentro de los límites de conservación de la energía y el momento y el momento angular de la interacción. Habría que resolver el problema para ver si la carga del protón juega algún papel.

Este es el llamado evento 'tridente': una gamma se convierte en un par electrón-positrón en el campo de un electrón en el líquido objetivo. El electrón recibe una patada lo suficientemente grande como para producir una pista propia, por lo que hay dos pistas que se curvan a la derecha y una (el positrón) que se curva a la izquierda.

La forma en que la energía del fotón se comparte entre las 3 partículas es aleatoria. No se comparte por igual. Simplemente sucede que, en este caso, el positrón obtuvo más energía (por lo tanto, más momento, por lo tanto, mayor radio) que el electrón de baja energía.

Asimismo, más abajo hay una conversión gamma separada, esta vez el caso más habitual de una conversión en el campo de un núcleo, que no deja rastro, y el electrón y el positrón tienen diferentes energías/momentos/curvatura.

¿Por qué la espiral de un positrón tiene un radio mayor que el de un electrón en esta imagen en una cámara de burbujas?
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