Насколько близко должна быть пара частица-античастица, чтобы произошла аннигиляция?

Чаще всего я встречал утверждение, что аннигиляция частицы и ее античастицы происходит при их «столкновении» друг с другом. Другими словами, когда они подходят очень близко друг к другу, верно?

Насколько близко они должны быть (чтобы произошло уничтожение)?

Заряженные нормальные/античастицы будут естественным образом притягиваться друг к другу и приводить к такому столкновению, но я полагаю, что незаряженные пары могут быть каким-то образом уговорены в непосредственной близости - и за исключением столкновения. В этой ситуации можно ли смягчить «аннигиляцию», чтобы контролировать скорость высвобождения энергии, или аннигиляция всегда происходит как внезапное и полное высвобождение энергии?

Я нашел вопрос, очень похожий на мой вопрос здесь:

Если атомы никогда «физически» не соприкасаются друг с другом, то как тогда происходит аннигиляция материи и антиматерии?

Но это не дает прямого ответа ни на мой главный вопрос, ни на вопрос о том, можно ли модерировать событие уничтожения.

Ответы (1)

Частица на самом деле не точечная частица; его положение лучше всего описывается волновой функцией: вероятностью найти его в любой конкретной области пространства.

Чтобы произошла аннигиляция, волновые функции двух частиц должны перекрыться, и в той мере, в какой они перекрываются, существует вероятность того, что аннигиляция может произойти. Чем больше совпадение, тем больше вероятность. «Перекрытие» в этом контексте - это интеграл произведения волновых функций по всему пространству.

Это точка ответа на вопрос, который вы связали; теперь вы спрашиваете (по сути) «какова протяженность волновой функции»?

Это, конечно, функция массы объекта — принцип неопределенности говорит нам, что Δ Икс Δ п > ℏ . Более известный п , тем больше неопределенность в Икс . Или - чем легче частица, тем больше неопределенность ее положения.

Я не уверен, о какой незаряженной паре частица/античастица вы думаете...

Что касается вашего последнего вопроса... не имеется в виду какая-то конкретная пара, но нейтрон/антинейтрон мог бы подойти для обсуждения.
Реакции аннигиляции адронов автоматически усложняются. Скорее всего, вы получите пару легких мезонов и лептонов.
Говорить, что частица — это волновая функция , на мой взгляд, очень опасно (хотя и так понятно, что вы имеете в виду).
Справедливая точка @GennaroTedesco - отредактировано
Интересно! Так что любой частице грозит опасность быть аннигилированной своей античастицей, просто с абсиммально малой вероятностью. Как вычислить перекрытие? Интеграл произведения амплитуды вероятности?
Я всегда думал, что «на самом деле это не точка [...] вероятность найти ее в любой конкретной точке » , объяснения часто скорее сбивают с толку, чем помогают. Если это не точки, то почему у нас все еще есть вероятность найти их в точке? И в этом случае: перекрытие волновых функций означает, что мы можем найти их в одной и той же точке, верно? Но вероятность этого была бы бесконечно мала (если положения частиц независимы)? Так что кажется, что все еще нужна положительная вероятность найти их достаточно близко друг к другу.
Не могли бы вы знать, чтобы получить некоторые цифры? Я думал смоделировать электрон-позитрон как гауссовые пакеты, а затем вычислить амплитуду перехода в пару фотонов. Но я думаю, что это невозможно рассчитать. И я предполагаю, что плоские волны в этом случае не являются допустимым приближением.
@jinawee - несколько похоже . Я думаю, что вы должны сделать это численно...
Означает ли это, что антивещество безопасно держать в руке в перчатке из-за низкой скорости реакции поверхности?
@SurpriseDog Вовсе нет. Откуда вы взяли, что скорость реакции будет медленной? Я только сказал, что они должны быть «близкими». Но хотя это означает, что магнитное удержание работает только для антивещества, это не означает, что вы можете прикасаться к нему перчаткой. В то время как обычная материя «может подойти так близко» только до тех пор, пока не почувствует силу отталкивания, если бы атом был сделан из антиматерии, он продолжал бы двигаться — и в тот момент, когда нормальный атом почувствует отталкивание, антиматерия подвергнется аннигиляции. Так что - НЕ БЕЗОПАСНО ДЕРЖАТЬ В РУКАХ В ПЕРЧАТКАХ.
@Floris Кто-то упомянул об этом в этом чате: chat.stackexchange.com/rooms/100913/…
@SurpriseDog Я вижу, вы имеете в виду «шипящее пушечное ядро». Я предполагаю, что они говорят о том, что количество точек контакта может быть относительно небольшим и что высвобождаемая энергия может приостановить пушечное ядро ​​таким же образом, как капля воды может «плавать» на горячей поверхности. Я беспокоюсь о массе воздуха, аннигилирующей в секунду при попадании в ваш объект, и о том, насколько горячим он станет. Спитболлинг: давление в 1 атм означает примерно 10 Н/м. с м 2 . Если средняя скорость молекул воздуха составляет 500 м/с, это означает, что масса воздуха, попадающая на один квадратный сантиметр, составляет 20 грамм. Все это было бы уничтожено. НЕ БЕЗОПАСНО.
Вышеупомянутое было очень приблизительным и, вполне возможно, неверным (поздняя ночь, без листка бумаги). Я призываю вас самостоятельно попробовать этот расчет, используя закон сохранения импульса (при условии упругих столкновений). Если я ошибаюсь хотя бы на порядок, уничтожение 2+2 граммов (материи + антиматерии) материала высвободит поразительное количество тепла — примерно 4 ⋅ 10 1 6   Вт . Горячий. Очень горячо. Лучше не выключайте пылесос.
Насколько близко должна быть пара частица-античастица, чтобы произошла аннигиляция?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v