Producción y aniquilación de pares de electrones y positrones

Un electrón y un positrón surgen de un fotón gamma energético. Sin embargo, durante la aniquilación de un electrón y un positrón, se liberan dos fotones gamma.

¿Es esto una violación de la ley de conservación de la energía o la energía de los dos fotones emergentes es menor que la del fotón del que surgió el par electrón-positrón?

¿ Dónde leíste que un electrón y un positrón surgen de un fotón gamma energético ? Es posible que deba seguir leyendo la parte donde dice que el fotón tiene que golpear algo antes de que se cree el par; de lo contrario, no se conservaría el impulso.
Sí, golpea un núcleo. Gracias por la corrección
Tenga en cuenta que el número de fotones después de la aniquilación es par, en su mayoría 2, si los espines mutuos de electrón + positrón son antiparalelos, o impares, en su mayoría 3, si son paralelos. Ver también positronio
para ver el diagrama de Feynman, consulte en.wikipedia.org/wiki/Pair_production#Cross_section

Respuestas (2)

Un fotón solitario nunca decaerá en un par electrón-positrón . Este proceso no está permitido cinemáticamente debido a la conservación de 3 momentos. Necesitas un núcleo cerca para que el proceso se materialice.

Un par electrón-positrón puede dispersarse en 2 fotones, sí. Aquí se mantiene la conservación de la energía y del 3-momentum.

¿Qué es la conservación del momento 3?
@ Orion73 La parte espacial de 4-momentum. También conocido como impulso, la parte cero del impulso 4 es energía.

No se puede tener una violación de la 1ra Ley de la Termodinámica (la masa/energía no se puede crear ni destruir), es una ley inviolable. Las longitudes de onda gamma cubren una amplia banda del espectro electromagnético; hay rayos gamma suaves hasta rayos gamma duros. Tú mismo aciertas en la respuesta. Un par electrón-positrón no podría, durante la aniquilación, dar lugar a un par de fotones gamma con una energía combinada más alta que la que dio origen al par electrón-positrón en primer lugar.

PD: un núcleo de rayos cósmicos puede materializar un fotón que normalmente no sería lo suficientemente energético para producir un par electrón/positrón, pero eso se debe a que, desde el punto de vista del rayo cósmico, el fotón débil se desplaza hacia el azul a la longitud de onda gamma y, por lo tanto, puede materializarse. El rayo cósmico pierde un poco de energía en el proceso, por lo que no se viola la 1ra Ley.
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