O que é produção de par de pósitron-elétron – definição

Em geral, a produção de pares é um fenômeno da natureza em que a energia é diretamente convertida em matéria . O fenômeno da produção de pares pode ser visto de duas maneiras diferentes. Uma maneira é como uma partícula e antipartícula e a outra é como uma partícula e um buraco . A primeira maneira pode ser representada pela formação de elétrons e pósitrons , a partir de um pacote de energia eletromagnética ( fóton de alta energia – raios gama ) viajando através da matéria. É uma das maneiras possíveis pelas quais os raios gama interagem com a matéria. Em altas energias, essa interação domina . Para que ocorra a produção de pares elétron-pósitron, a energia eletromagnética do fóton deve estar acimauma energia limiar equivalente à massa restante de dois elétrons. A energia limiar (a massa total de repouso das partículas produzidas) para a produção de pares elétron-pósitron é igual a 1,02MeV (2 x 0,511MeV) porque a massa restante de um único elétron é equivalente a 0,511MeV de energia.Se a energia do fóton original é maior que 1,02MeV, qualquer energia acima de 1,02MeV está de acordo com a lei de conservação dividida entre a energia cinética do movimento das duas partículas. A presença de um campo elétrico de um átomo pesado , como chumbo ou urânio, é essencial para satisfazer conservação de momento e energia . Para satisfazer a conservação do momento e da energia, o núcleo atômico deve receber algum momento. Portanto, umfotão produção de pares em espaço livre não pode ocorrer .Além disso, o positrão é o anti-partícula do electrão, por isso, quando um positrão vem a descansar, ele interage com um outro electrão, resultando na aniquilação das duas partículas e a conversão completa do seu repousar a massa de volta à energia pura (de acordo com a fórmula E = mc ² ) na forma de dois raios gama de 0,511 MeV de direção oposta (fótons). O fenômeno da produção de pares está, portanto, conectado à criação e destruição da matéria em uma única reação.

Produção de Par Positron-Elétron – Seção Transversal

A probabilidade de produção de pares, caracterizada pela seção transversal, é uma função muito complicada baseada na mecânica quântica . Em geral, a seção transversal aumenta aproximadamente com o quadrado do número atômico (σ _p ~ Z ² ) e aumenta com a energia do fóton, mas essa dependência é muito mais complexa.