Что определяет вероятность взаимодействия пары фотонов и образования позитрона и электрона?

Второй ответ на этот вопрос описывает, как может происходить этот процесс, и мне интересно узнать об этом подробнее:

  1. Каково распределение вероятностей взаимодействия, образующего электрон-позитронные пары (и каков общий процесс его расчета)?
  2. Можно ли с помощью этого процесса производить пучки позитронов и/или электронов?

Я хотел бы получить некоторые ссылки, которые подробно описывают этот вид взаимодействия.

Раньше я думал, что фотоны вообще не взаимодействуют (потому что они бозоны), но опять же, я подхожу к этому с точки зрения полупроводников. Может быть, вам нужно больше объяснений квантовой электродинамики? Редактировать. Просто прочитайте ссылку, да, похоже, вам нужен ответ QED.
Это очень редкая реакция, которая, конечно, требует, чтобы объединенная энергия фотонов превышала удвоенную массу покоя электрона. Гораздо более распространенным является создание позитронов и электронов из одного фотона в присутствии ядра, как описано в en.wikipedia.org/wiki/Pair_production .

Ответы (1)

Каково распределение вероятностей взаимодействия, образующего электрон-позитронные пары (и каков общий процесс его расчета)?

Вероятность можно рассчитать с помощью диаграмм Фейнмана.

два фото

В этом случае волнистые линии — это фотоны, а сплошные — электрон-позитроны.

Можно ли с помощью этого процесса производить пучки позитронов и/или электронов?

Это возможно, но не очень эффективно для электронов, есть гораздо более эффективные способы. Пучки позитронов также генерируются с общим рассеянием и выделением позитронов в линии пучка. Разрезы гораздо выше. Также ядерные источники бета+ более эффективны, чем производство двух фотонов.

Гамма-гамма-коллайдеры были предложены для изучения бозона Хиггса, поскольку сечение увеличивается с ростом энергии.