Энергия электрон-мюонной реакции

Посмотрим на реакцию:

е − мю − → е − π − ν мю ( 1 )

Я предполагаю, что эта реакция происходит следующим образом

е − мю − → е − мю − π + π − → е − π − ν мю

Возможно ли это при энергии менее 2*140 МэВ?

То же самое и для аналогичной протон-мюонной реакции

п + мю + → п + π + ν ¯ мю ( 2 )

Еще раз реакция:

п + п + → п + п + π − π + → п + н π + ( 3 )

Каковы экспериментальные данные?

PS Вопрос достаточно важный. Основная солнечная реакция

п + п + → г + е + ν е

Если эта реакция протекает следующим образом

п + п + → п + п + е − е + → п + н ν е е + → г + е + ν е

тогда для этого потребовалась бы энергия более 2*0,511 МэВ. Сечение этой реакции будет намного меньше, поэтому основная солнечная реакция должна быть

п + п + е − → г + ν е

Обновление 20.02.11

Почему я так думаю? Я предполагаю, что новые частицы создаются в парах частица-античастица. Итак, реакция

е − е − → е − е − π − π +

требует энергии более 2*140 МэВ

А также реакция

е − е − → е − е − π − е + ν е

из соображений симметрии, так как имеет место распад

π + → е + ν е

И результат

е − е − → е − е − π − е + ν е → е − π − ν е

вопреки

е − е − → е − ν е Вт − → е − π − ν е

с минимальной энергией реакции 140 МэВ

То же самое справедливо для реакций (1) (2) (3)

Так каковы экспериментальные данные о минимальной энергии этих реакций?

Вы имеете в виду кинетическую энергию или полную энергию?
(В теории относительности это имеет большое значение.)
@Noldorin, кинетическая энергия

Ответы (3)

Нет необходимости в каком-либо промежуточном состоянии, включающем несколько пионов. На ведущей диаграмме Фейнмана фотон обменивается между электроном и мюоном, а мюон излучает (очень вне оболочки) W, который распадается на кварки, которые адронизуются в пион. Единственное ограничение состоит в том, что начальная энергия больше, чем сумма масс частиц в конечном состоянии. (Пион в конечном состоянии, конечно, нестабилен и вскоре снова распадется на мюон и антинейтрино.)

(Если вы не хотите думать в терминах W и кварков, вы можете просто принять во внимание, что существует эффективная вершина пион-мюон-нейтрино, которая позволяет пиону распадаться, и мюон использует это взаимодействие, чтобы превратиться в пион и нейтрино.)

В более общем смысле, для любого процесса, который вы можете рассмотреть, минимальная необходимая энергия — это просто сумма масс частиц в конечном состоянии.

Я предполагаю, что voix не знает об импульсах вне оболочки (иначе он решил бы проблему сам), поэтому я просто перефразирую это: виртуальные частицы не обязаны подчиняться закону сохранения импульса (и, в частности, энергии).
@voix: если вам нужно более точное, чем это, вы должны сначала объяснить, почему вы ввели промежуточные состояния и почему вы думаете, что это «2 * 140 МэВ».
так вы считаете, что 35 МэВ (140-105) достаточно. А какие экспериментальные данные?
@ Седрик, я полагаю, что в этой реакции могут участвовать настоящие, а не виртуальные частицы. 140 Мэв-масса пиона
+1, хотя я также думаю, что полный ответ на этот вопрос должен включать некоторые экспериментальные данные. Если я смогу найти ссылку на него, я сделаю комментарий здесь.

"Главная солнечная реакция", о которой вы говорите, п + п + → г + е + ν е является первой ступенью pp-цепи , позволяющей слиянию 4 протонов с образованием гелия. Эта «pp-цепочка» имеет разные «ветви» (возможные реакции), но все они начинаются с упомянутого вами процесса.

Этот процесс является экзоэнергетическим и высвобождает 0,420 МэВ, даже если дейтон имеет очень низкую энергию связи, реакция возможна из-за небольшой разницы в массах между протоном и нейтроном.

Это процесс со слабым взаимодействием: один из протонов «распадает» ( β + процесс) в нейтрон, позитрон и нейтрино.

Теперь о вашем втором уравнении с промежуточным состоянием, в котором появляется электрон-позитронная пара: вы делаете ошибку, потому что берете разницу между двумя частями, но вы искусственно ввели эту электрон-позитронную пару: это надо учитывать:

Вы написали

п + + п + → п + п + е − + е +

но это неправильно, так должно быть

п + п + «некоторая кинетическая энергия, позволяющая произвести пару = 0,511 МэВ» → п + п + е − + е +

и теперь, это должно быть правильно.

вы правы, а выход реакции в моем случае 2*0,511+0,42 МэВ

Чтобы дополнить ответ Мэтта, мы просто сравним общую энергию с обеих сторон:

М е = 0,5 МэВ, М мю "=" 106 М е В , $M_\pi = 140 МэВ, массой нейтрино можно пренебречь, поэтому получаем, что кинематически этот процесс возможен, только если дать 34 МэВ в виде кинетической энергии.

Энергия электрон-мюонной реакции
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v