¿Qué sucede con las líneas de campo eléctrico cuando un electrón y un positrón chocan? [duplicar]

El electrón y el positrón son dos cargas puntuales con signo opuesto y, clásicamente, como las líneas de campo son una representación icónica de la carga, cuando la carga se vuelve cero, no habrá líneas de campo eléctrico desde el punto donde se superponen las dos partículas puntuales.

PERO los electrones y los positrones son partículas mecánicas cuánticas y, cuando están lo suficientemente cerca, la electrodinámica clásica tiene que ser reemplazada por ecuaciones mecánicas cuánticas.

Para las energías bajas que está discutiendo, cuando se acercan lo suficiente, pueden quedar atrapados en el potencial del otro formando un positronio , similar al átomo de hidrógeno. . Esto tiene niveles de energía y la aniquilación ocurrirá a partir de uno de estos niveles de energía.

El postrón y el electrón estarán en lugares geométricos de probabilidad, llamados orbitales y estos, dependiendo de los números cuánticos de los niveles de energía, tendrán asimetrías que permitirán campos eléctricos dipolares y multipolares mientras el positronio sobreviva intacto. Se aniquilará rápidamente en dos fotones, que transportarán información de campos eléctricos y magnéticos en sus complejas funciones de onda, y equilibrarán los números cuánticos, la energía y el momento y el momento angular.

Los cálculos de la probabilidad de aniquilación solo se pueden realizar con precisión utilizando la electrodinámica cuántica , QED.

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Pero, ¿qué sucede si chocan o si los hacemos chocar de alguna manera?

Hay experimentos con colisionadores de positrones de electrones, donde las partículas tienen una energía más alta (no comienzan con energía cinética cero como en su pregunta). Una vez más, la dinámica de la colisión se modela con éxito utilizando QED. Cuando los electrones se dispersan sobre los positrones, con suficiente energía se abren otros canales y la dispersión produce partículas y resonancias, es decir, el electrón y el positrón “desaparecen” y salen otras partículas elementales.

Así es como se ve la sección transversal para esta dispersión.

la figura superior, vaya al enlace para el título.

Se necesita un estudio serio de QED para comprender estas dispersiones.

Para el caso simple de aniquilación a dos fotones, el diagrama de Feynman que define la probabilidad de que esto suceda es

El e- irradia un fotón y se vuelve virtual , se encuentra con el e+ y se aniquila en otro fotón, conservando el momento y la energía en el sistema del centro de masa. No tiene sentido hablar de campos dentro de este contexto del marco mecánico cuántico. Una vez más, los dos fotones tendrán en su función de onda compleja información sobre campos eléctricos y magnéticos, pero la imagen clásica no funciona a este nivel.