Электрон-позитронная аннигиляция / создание

Электроны, позитроны и гамма относятся к сфере квантовой механики.

Частицы описываются четырьмя векторами энергии-импульса , их масса является «длиной» четырех векторов.

Фотон сам по себе из-за своей нулевой массы, независимо от того, сколько энергии он имеет, не может распасться на пару электрон-позитрон из-за законов сохранения энергии и импульса. В центре масс е+е- минимальная энергия, которую они имеют, вдвое больше массы электрона, тогда как у фотона нет центра масс. Поэтому необходимо, чтобы фотон взаимодействовал с полем другой частицы, чтобы энергия и импульс сохранялись. Минимальная энергия фотона должна быть немного выше суммы двух масс, включая импульс и энергию, уносимые ядром Z .

Как правило, после создания электрон-позитрон в своем центре масс движется в противоположных направлениях и не может рекомбинировать, поскольку притяжение противоположных зарядов недостаточно сильно. Это явление может произойти только в том случае, если они производятся в состоянии покоя.

Электрон, столкнувшийся с позитроном, может аннигилировать двумя гамма-лучами с равными и противоположными четырьмя векторами в центре масс системы. Для высоких энергий, как это произошло на коллайдере LEP, преобладает ряд других альтернативных рождений частиц.