Если частица и ее античастица аннигилируют при контакте, как они образуют связанные состояния?

Я читаю о некоторых старых открытиях в физике элементарных частиц и ранних экспериментах с коллайдерами из книги Перкина «Введение в физику высоких энергий». Однако не на все вопросы я получил ответы.

Если два пучка электронов и позитронов столкнутся лоб в лоб, столкновение может привести к возникновению различных состояний кварк-антикварк-мезон, называемых кварконием . Например, е − е + аннигиляции произвели различные с с ¯ и б б ¯ состояния, связанные с мезоном, стали известны под общим названием чармоний и боттомоний соответственно. Наиболее устойчивым чармонимом является Дж / ψ и боттоний Υ . Состояний топония не существует, поскольку топ-кварки распадаются слишком быстро, чтобы образовать мезоны. Также существуют связанные состояния е + е − и мю + мю − , соответственно называемые позитронием и мюонием.

Если частицы и античастицы аннигилируют друг друга, как вообще может существовать их связанное состояние?

Вы читали о позитронии и мюонии ? Связанные состояния NR гарантируют, что UP обеспечивает обычное отталкивающее давление QM для образования таких «атомов»; но их составляющие слабо распадаются с совершенно разными скоростями.
@CosmasZachos Спасибо за ссылку на мюоний и за комментарий о его стабильности. Любая идея о том, как сделать связанное состояние NR е − е + какие составляющие стабильны? Когда е − е + аннигилирует, а когда делает связанное состояние?
В статье о позитронии это подробно описано. Я подозреваю, что механизмы производства требуют расчета КЭД ... Распад до 3 фотонов подробно описан в WP и ссылках в нем.

Ответы (1)

Связанное состояние возможно на некоторое время, потому что частица и античастица разделены в пространстве и существенно не «соприкасаются». Вы можете думать о них как об вращающихся друг вокруг друга; их кинетическая энергия и угловой момент удерживают их друг от друга. Но, как и в атоме водорода, они действительно описываются волновыми функциями. В конце концов они аннигилируют, потому что их волновые функции немного перекрываются и существует небольшая вероятность того, что частица и античастица находятся в одной и той же точке в одно и то же время. Таким образом, связанное состояние имеет вероятность распада и имеет конечное среднее время жизни.

Я не уверен, но может быть немного лучше сказать, что волновая функция системы показывает ненулевую плотность вероятности того, что две частицы существуют в одной и той же точке.
Если частица и ее античастица аннигилируют при контакте, как они образуют связанные состояния?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v