Анігіляція
Анігіля́ція (пізньолат. annihіlatio, від лат. annihilare — зводити до нуля, з an — до і nihil — ніщо) — взаємодія елементарної частинки та античастинки з їх кінцевим перетворенням на випромінювання. Ефект, зворотний до народження пари частинка — античастинка з вакууму. Єдине, що обмежує процес анігіляції, — це збереження закони.
Класичним прикладом є процес анігіляції електрона e^- та позитрона e^+. Кванти електромагнітного поля — фотони, що утворюються після знищення протилежних зарядів, — наслідують енергію та імпульс пари, проте їх кількість залежить від напрямків спінів (величин, що характеризують обертальний рух елементарної частинки) електрона й позитрона. Якщо вони антипаралельні та в сумі дають нуль, то утворюються два фотони з антипаралельними спінами. Якщо спіни паралельні й додаються, то утворюється трійка фотонів. У двох з них спіни антипаралельні, а третій наслідує сумарний спін пари (спін електрона або позитрона дорівнює ± ħ/2, а спін фотона —± ħ).
Анігіляція пар (як і їх народження) є релятивістським ефектом та пов’язана з подвійністю розв’язків релятивістських хвильових рівнянь щодо знаку енергії. Проблема виникла 1928, коли П. Дірак запропонував своє хвильове рівняння та отримав з нього подібні розв’язки. З метою пояснення протиріч, пов’язаних з від’ємним знаком енергії, йому довелося створити теорію вакууму (т. з. теорія дірок) — простору, у якому зайняті всі стани від’ємних енергій і вільні всі стани додатних. У такій системі будь-який вільний стан з від’ємною енергією (–Е) сприймається як частинка з додатною енергією (+Е) та зарядом, протилежним заряду частинки з додатною енергією. Тобто коли йдеться про електрони заряду е–, то подібні дірки будуть позитронами із зарядом е+. Вільний стан — т. з. дірку — може зайняти будь-яка частинка з е– та (+Е), компенсуючи її. Це і є анігіляція.
Такий фізичний процес відбувається лише у випадку, коли властивості частинки обмежені принципом Паулі (один стан — одна частинка), тобто мають напівцілий спін. Проте частинки з цілим спіном, як π-мезони (див. Мезони), теж характеризуються наявністю античастинок і описуються релятивістськими хвильовими рівняннями другого порядку, розв’язки яких так само є симетричними за знаком енергії.
Таким чином, частинки та античастинки можуть народжуватися парами з вакууму чи анігілювати.
Література
- Вакарчук І. О. Квантова механiка. 4-те вид., допов. Львiв : Львівський національний університет імені Івана Франка, 2012. 872 с. URL: http://old.physics.lnu.edu.ua/depts/KTF/books/QM4/QM4.pdf
- Давидов О. С. Квантова механіка / Пер. з рос. В. М. Локтєва. Київ : Академперіодика, 2012. 706 с.
- Кобушкін О. П. Квантова механіка. Київ : Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», 2016. 253 с. URL: http://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/18348/1/Kvantova_mexanika_Kobushkin.pdf
Автор ВУЕ
Покликання на цю статтю: Боргардт О. О. Анігіляція // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Анігіляція (дата звернення: 29.04.2024).
Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 25.02.2020
Важливо!
Ворог не зупиняється у гібридній війні і постійно атакує наш інформаційний простір фейками.
Ми закликаємо послуговуватися інформацією лише з офіційних сторінок органів влади.
Збережіть собі офіційні сторінки Національної поліції України та обласних управлінь поліції, аби оперативно отримувати правдиву інформацію.
Отримуйте інформацію тільки з офіційних сайтів
Офіс Президента України
Верховна Рада України
Кабінет Міністрів України
Служба безпеки України
Міністерство оборони України
Міністерство внутрішніх справ України
Генеральний штаб Збройних сил України
Державна прикордонна служба України
Кіберполіція
Національна поліція України