Si los átomos nunca se tocan "físicamente" entre sí, entonces, ¿cómo ocurre la aniquilación de materia y antimateria?

Se sabe que la materia y la antimateria se aniquilan cuando se "tocan". Y hasta donde yo sé, el concepto de "tocarse" como lo entiende nuestro cerebro no es cierto a nivel atómico, ya que los átomos nunca se tocan entre sí, sino que solo se ven afectados por diferentes fuerzas.

Si esto es cierto, ¿cuándo ocurre realmente la aniquilación? ¿Sucede cuando dos átomos se ven afectados por la fuerza de repulsión del otro, por ejemplo?

No estoy seguro de qué significa "tocar físicamente". La aniquilación de materia y antimateria no tiene que involucrar átomos, como mi + + mi − → 2 γ . Están descritos por los campos. Si sus campos (paquetes de ondas) se unen, entonces ocurre la dispersión (aniquilación de materia y antimateria).
Los mismos átomos de carga pueden entrar en contacto en las moléculas... Responda a esta pregunta " ¿Cómo puedo pararme en el suelo? ¿EM o/y Pauli? " antes? tenga en cuenta que el electrón y el positrón pueden rebotar solo
@igael, ¿qué quieres decir con que el electrón y el positrón pueden rebotar?
@AbanobEbrahim: rebote sin aniquilación
¡Escribí arriba una declaración ambigua "el positrón solo puede rebotar" en lugar de "el positrón también puede rebotar"! perdón ...
"Tocar" es una palabra que se adapta mejor a la descripción del comportamiento de los objetos macroscópicos. Di "interactuar con" en su lugar.
Recuerda que dos electrones se repelen pero un electrón y un positrón se atraen

Respuestas (2)

No deberías pensar una partícula como un punto. Clásicamente, la probabilidad de que dos partículas como puntos colisionen con una ubicación y velocidad aleatorias es 0, es por eso que dijiste que nunca sucede.

Sin embargo, a nivel de mecánica cuántica, estas partículas se describen mediante funciones de onda . Significa que hay dispersión en su ubicación espacial, digamos 0.1nm (la dispersión mínima está garantizada por el principio de incertidumbre de Heisenberg ). Por lo tanto, la probabilidad de aniquilación se puede calcular mediante la superposición de estas funciones de onda y su interacción. Esta superposición es el significado de "tocar" en algún sentido.

"No deberías pensar que una partícula es como un punto". Aparentemente, no todos están de acuerdo: " Hasta donde sabemos, el electrón es una partícula puntual".
Puede ser (y es) simultáneamente cierto que los electrones se dispersan como partículas puntuales (hasta 10 − 18 metro precisión experimental) y que su función de onda ligada da una probabilidad significativa a las distancias en el orden de 10 − 10 metro .
Resulta que si crees que son puntuales, la probabilidad sigue siendo distinta de cero debido a sus fuerzas atractivas, y solo tenemos que acercarnos lo suficiente para que la energía cinética se convierta en la masa de una partícula para que sucedan cosas interesantes (ver radiación cósmica de fondo).

Cuando uno está en el nivel micro de las partículas, tiene que dejar de pensar clásicamente, es decir, con términos que hemos desarrollado a partir de nuestras observaciones macroscópicas.

El "toque" a nivel de partículas se puede definir como "interacción". Nuestro sentido del tacto en realidad implica interacciones electromagnéticas, tocamos con el campo de las moléculas en nuestra mano el campo de los otros objetos, y este contacto implica el intercambio de fuerza que transporta partículas virtuales, es decir, partículas que no tienen masa definida pero conservan sus números cuánticos que los caracterizan.

Hay una descripción matemática precisa dada gráficamente por los diagramas de Feynman :

e+e- aniquilación

El diagrama traduce uno a uno con integrales que dan la probabilidad de que ocurra esta interacción. El electrón intercambiado en este diagrama (o positrón, según se lea) es virtual, no tiene masa definida.

Entonces, cuanto más cerca estén el e+ y el e-, mayor será la probabilidad de que la dispersión resulte en una aniquilación. Entonces, la aniquilación ocurre de acuerdo con la probabilidad de interacción. Hay intercambios de orden superior pero dan probabilidades mucho más pequeñas.

Perdón por volver a esto después de tanto tiempo. Pero ahora me pregunto qué pasaría con un núcleo hecho de antiprotones y antineutrones. ¿Ocurre lo mismo que con el electrón?
Los experimentadores no han logrado generar antiátomos, excepto antihidrogne, es decir, un antiprotón con un positrón. En una interacción hipotética, nuevamente los diagramas de Feynman describirían las probabilidades. Si un antihidrógeno se encontrara con un átomo normal, primero el positrón se aniquilaría con un electrón, como se indicó anteriormente, y luego el antiprotón eventualmente sería capturado por su carga negativa y finalmente caería sobre el núcleo y se aniquilaría con un protón o un neutrón.
Dicen aquí: en.wikipedia.org/wiki/Antimatter#Antihelium que lograron crear núcleos de antihelio-4. Entonces, digamos que un átomo de antihelio fue liberado en el aire, entiendo que los positrones se aniquilarán primero, pero luego, ¿cómo se aniquilará el núcleo? Incluso si se capturan los antiprotones, ¿cómo se aniquilarán los neutrones?
Los núcleos de antihelio, debido a que son 8000 veces más pesados ​​que los electrones con doble carga, tendrán orbitales muy apretados alrededor del núcleo. Esto significa que tienen una alta probabilidad de superponerse al núcleo en un orbital en estado S. (Consulte los orbitales atómicos). entonces los antiprotones y antinetrones se aniquilarán con los diagramas de feynman correspondientes, un ejemplo aquí arxiv.org/PS_cache/hep-ex/ps/9708/9708025v1.fig1-18.png
"Esto significa que tienen una alta probabilidad de superponerse al núcleo", por "ellos" te refieres a los electrones, ¿verdad? Y si es así, ¿por qué se aniquilaría el núcleo? ¿No necesitaríamos un núcleo de antihelio para superponer un núcleo de helio para que esto suceda?
Es el antihelio, después de que sus positrones han sido aniquilados por los electrones y es un ion doble negativo que puede ser atrapado electromagnéticamente por un ion doblemente positivo (es decir, le faltan dos electrones, es decir, el átomo donde los positrones fueron aniquilados y está más cerca del ionizado). antihelio). Una vez atrapado, su orbital se vuelve muy pequeño y los orbitales S se superponen al núcleo, por lo que el ion antihelio se superpondrá al núcleo y sus antinucleones se aniquilarán con los nucleones allí.
Los electrones de los átomos en los orbitales S a) tienen muy poca probabilidad de superponerse al núcleo b) la conservación de la energía no permite que el e-+neutrón se convierta en un protón, excepto en algunos núcleos donde hay captura de electrones y una reacción nuclear. en.wikipedia.org/wiki/Electron_capture
Si los átomos nunca se tocan "físicamente" entre sí, entonces, ¿cómo ocurre la aniquilación de materia y antimateria?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v