collisione elettrone-positrone

CioKKoBaMBuZzo · 10-09-2005, 18:51

ho letto su un sito cosa succede durante la collisione di un elettrone e un positrone. non avendola capita bene ho cercato in giro spiegazioni migliori e ne ho trovate 3 diverse: una diceva che dopo la collisione si forma un fotone, un'altra che al posto del fotone si formava una particella Z e un'altra ancora che si formavano invece 2 fotoni.......

a cosa devo credere?

xenom · 10-09-2005, 19:32

bah penso che non abbiano ancora capito bene che succede, non penso che sia mai accaduta la collisione elettrone-positrone, perchè come è stato detto nel thread dell'uragano, si svilupperebbe un energia immensa

per cui penso che siano tutte ipotesi... io cmq ho letto che si forma un fotone + calore

CioKKoBaMBuZzo · 10-09-2005, 19:41

Un'indicazione della validità del modello a quark è il suo successo nel prevedere prodotti di collisioni ad alta energia tra un elettrone e un positrone. Dal momento che rappresentano materia e antimateria, le due particelle si annichilano a vicenda liberando energia sotto forma di un fotone. Il modello a quark prevede che l'energia di un fotone si possa materializzare in un quark e in un antiquark. Dato che la coppia elettrone-positrone in collisione aveva una quantità di moto totale nulla, la coppia quark-antiquark deve divergere in direzioni opposte con la stessa velocità in modo che la sua quantità di moto totale sia ancora nulla. I quark passano però inosservati perché la loro energia viene convertita in altri quark e antiquark che si materializzano e si combinano con la coppia originaria, dando origine a due getti di adroni (per la maggior parte pioni, una specie di mesone). Tali getti vengono realmente osservati e il fatto che siano focalizzati conferma che gli adroni non nascono direttamente dalla collisione, ma da singole particelle indivisibili delle quali i getti mantengono le traiettorie.

AleX_ZeTa · 10-09-2005, 19:51

veramente di collisioni elettrone-positrone ne sono avvenute... siamo anche in grado di farle avvenire: al CERN fino a qualche anno fa era in funzione il LEP, Large Electron Positron Collider Ring col quale si analizzavano proprio i prodotti della collisione elettrone-positrone.
Quanto alla domanda ne so decisamente poco... credo di poter dirti che, nel sistema di riferimento nel quale la quantità di moto è nulla, si producono almeno due particelle di carica totale nulla che si muovono in direzione opposta mantenendo nulla la quantità di moto. Ho sempre sentito che si producevano due fotoni dall'annichilazione della coppia e-p, e il pezzo che hai riportato sembra confermarlo, solo che aggiunge che i due fotoni possano trasformarsi in una coppia quark antiquark...

xenom · 10-09-2005, 19:54

"le particelle si materializzano"

senti ma dove hai letto quella roba... non so se dice la verità ma quello che è certo che è spiegato da cani

Quote:

Il processo di annichilazione elettrone-positrone è una reazione che avviene quando un elettrone (ovvero materia), incontra un positrone (antimateria): il susseguente processo di collisione (scattering), genera la produzione di due fotoni di almeno 511 KeV, emessi in direzioni opposte.

Il processo contrario è noto come produzione di coppia.

fonte: winkipedia. Chiaro, veloce e conciso

annichilazione in generale:

Quote:

L'annichilazione avviene quando una particella collide con un'antiparticella. Nel processo la massa di entrambe si trasforma in qualche forma di energia. L'energia viene trasportata dai bosoni, particelle che possono decadere in altre particelle. Questo significa che, contrariamente al credo popolare, l'annichilazione produce molto più che fotoni. Ciò che viene prodotto dipende dalle particelle e antiparticelle coinvolte.

Quando un elettrone annichila un positrone (antielettrone), il processo rende energia pura in forma di raggi gamma (si veda Annichilazione elettrone-positrone). Quando un protone annichila un antiprotone questi producono raggi gamma e uno sciame di particelle secondarie, come coppie di quark top e anti-top. Le particelle secondarie decadono eventualmente in neutrini e raggi gamma a bassa energia. Sapendo che i neutrini possiedono massa, ciò può significare che l'annichilazione trasforma tutta la massa in energia.

CioKKoBaMBuZzo · 10-09-2005, 22:58

bhè non ne so abbastanza da capire se quello che leggo è una buffonata o la verità

so solo che per saperne di più ho visitato quel sito e la spiegazione dice che la collisione elettrone positrone produce un solo fotone, che poi si trasforma in un quark e un antiquark, i quali possiedono velocità totale nulla come la coppia originale elettrone positrone...i miei dubbi sono sorti dopo, quando viene detto che spuntano fuori dal nulla altri quark e antiquark che vanno a formare getti di adroni...quindi per capire meglio sono andato a vedere cosa diceva wikipedia e qui veniva appunto detto che di fotoni se ne generano 2 non uno, senza spiegare però cosa avviene dopo...allora ho cercato da altre parti dove ho letto più volte che invece si forma una particella Z...è per questo che ho chiesto chiarimenti

xenom · 11-09-2005, 07:14

allora aspettiamo Christina và

CRIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIS

Banus · 11-09-2005, 07:36

Prima un riferimento:
http://particleadventure.org/particl...tstandard.html
spiega bene un bel po' di cose a livello elementare.

Prima di tutto in questi casi vedi confondere fotone e bosone Z perchè di fatto la teoria debole e quella elettromagnetica sono state unificate nel 1970 nella teoria elettrodebole, verificata poi da Rubbia nel 1980. Quindi fotone e bosone Z (assieme ai due bosoni W) non sono che due aspetti della stessa cosa, indistinguibili ad alta energia mentre a bassa energia sono distinti a causa del processo chiamato rottura di simmetria. Per dare un'idea è come la solidificazione di un liquido: ad alta energia ogni molecola può avere un orientamento qualsiasi, mentre nel solido deve avere una precisa direzione nel reticolo cristallino; il fotone e il bosone W, rozzamente parlando, sono come "orientamento su" e "orientamento giù".

In genere dall'annichilazione di elettrone e positrone si ottengono due fotoni a causa di considerazioni di conservazione di quantità di moto: il fotone ha sempre velocità c massa a riposo nulla, se fai collidere due particelle frontalmente otterresti un fotone fermo

Per spiegare come fanno le particelle ad "apparire" dalla collisione di dovrebbe spiegare come funzionano a grandi linee le teorie quantistiche di campo.. e già questo è difficile

Molto terra terra, è come se ci fossero già tutte le particelle generabili dalla collisione virtualmente, ma non sono rilevabili perchè la loro esistenza violerebbe il principio di conservazione dell'energia. Quello che fa la collisione è fornire energia sufficiente a renderle "reali" e quindi osservabili (direttamente, o grazie ai prodotti di decadimento). Tutte le volte che c'è energia sufficiente queste particelle possono "emergere" dal nulla.
Ad esempio i quark sono attratti da una forza che aumenta con la distanza: più cerchi di separare due quark più devi dare loro energia, e questa energia a un certo punto è sufficiente a generare altri quark, che si legano ai precedenti formando nuove particelle. In genere nelle collisioni fra elettroni si forma una coppia quark-antiquark, che poi separandosi si "veste" con altri quark formando particelle e relative antiparticelle. Visivamente:

Collisione e annichilazione

Separazione dei quark e formazione di due mesoni

In genere i mesoni che si formano sono pioni perchè sono formati dai quark più leggeri (u e d) , qui sopra invece si vede una reazione un po' più energetica

CioKKoBaMBuZzo · 11-09-2005, 13:57

apperò

ok adesso ho capito grazie banus

xenom · 11-09-2005, 16:27

i bosoni e i mesoni sono una delle cose più difficili da capire e studiare della fisica nucleare. dico bene?

evelon · 11-09-2005, 16:38

Quote:

Originariamente inviato da CioKKoBaMBuZzo

ho letto su un sito cosa succede durante la collisione di un elettrone e un positrone. non avendola capita bene ho cercato in giro spiegazioni migliori e ne ho trovate 3 diverse: una diceva che dopo la collisione si forma un fotone, un'altra che al posto del fotone si formava una particella Z e un'altra ancora che si formavano invece 2 fotoni.......

a cosa devo credere?

Due fotoni.

Fisica nucleare e subnucleare...aaaarrrrgggghhhh

Banus · 11-09-2005, 16:43

Quote:

Originariamente inviato da xenom

i bosoni e i mesoni sono una delle cose più difficili da capire e studiare della fisica nucleare. dico bene?

No, c'è il confinamento che non è stato ancora spiegato

Quando si dice che si "creano" altri quark per formare mesoni e barioni, in realtà neppure i fisici sanno bene che cosa accade. Non si riesce a spiegare come emergono le particelle dal modello a quark insomma, e non si sa con certezza se oggetti esotici come tetraquark e pentaquark possano esistere o quanto sono stabili.
Un altro problema è studiare il plasma di quark... la teoria ha il suo bello sviluppo in serie per descrivere i fenomeni, ma a differenza dell'elettrodinamica la serie converge lentamente, e i calcoli necessari sono mostruosi. Inoltre la formulazione per serie (tecnicamente, perturbativa) è l'unico modo che abbiamo per formulare la teoria, quindi siamo fregati

Per lo stesso motivo non si sa nemmeno la massa "reale" dei quark con precisione (il termine tecnico è "nuda", cioè senza contributo di gluoni e quark virtuali).
Insomma, i problemi non mancano

CioKKoBaMBuZzo · 11-09-2005, 17:09

cosa sarebbe il "plasma di quark"?

Banus · 11-09-2005, 17:26

Quote:

Originariamente inviato da CioKKoBaMBuZzo

cosa sarebbe il "plasma di quark"?

Stato della materia ad altissime temperature e pressioni. Non esistono più mesoni e barioni ma solo quark e gluoni. Dal momento che la forza di attrazione fra quark aumenta con la distanza, a distanze molto piccole i quark praticamente non interagiscono e sono liberi di muoversi: questo fenomeno è chiamato "libertà asintotica" ed era previsto dalla teoria. E' stato verificato qualche anno fa facendo collidere due nuclei pesanti (oro se non ricordo male) ad altissima energia: i protoni e i neutroni per un istante si sono fusi a formare un plasma di quark, che però subito dopo si è condensato in varie particelle che sono state rivelate.

xenom · 11-09-2005, 17:58

ma il plasma non è solamente gas ionizzato? gli atomi della materia si dividono in ioni... in quark mi pare un po' eccessivo

lowenz · 11-09-2005, 18:09

Quote:

Originariamente inviato da xenom

ma il plasma non è solamente gas ionizzato? gli atomi della materia si dividono in ioni... in quark mi pare un po' eccessivo

Quello è il plasma non il plasma di quark

Banus · 11-09-2005, 19:35

Quote:

Originariamente inviato da xenom

ma il plasma non è solamente gas ionizzato? gli atomi della materia si dividono in ioni... in quark mi pare un po' eccessivo

E' chiamato così in analogia con il plasma propriamente detto. Nel plasma gli atomi sono decomposti in ioni ed elettroni, nel plasma di quark gli adroni (barioni e mesoni) sono decomposti nei singoli quark immersi in un mare di gluoni.
Ma oltre a questo non hanno nulla in comune

xenom · 11-09-2005, 19:54

Ah, plasma quark pensavo fosse il modo tecnico e professionale per intendere il plasma

Never · 11-09-2005, 23:12

tornando in topic, non sono un esperto ma so che l'annichilazione elettrone + positrone produce due fotoni gamma dell'energia di 511 Mev (pari alla massa dell'elettrone e del positrone secondo la famosa E=mc^2). Questo fenomeno è alla base della oramai comune diagnostica con PET (tomografia ad emissione di positroni) dove vengono sfruttati dei metaboliti tipo il fluordesossiglucosio che hanno un decadimento producente positroni. I positroni annichilano con gli elettroni ed il tomografo registra le radiazioni gamma prodotte ricostruendo spazialmete l'immagine PET.

10-09-2005, 18:51	#1
CioKKoBaMBuZzo Member Iscritto dal: Oct 2003 Città: Vermezzo - Fiorenza Messaggi: 208	collisione elettrone-positrone ho letto su un sito cosa succede durante la collisione di un elettrone e un positrone. non avendola capita bene ho cercato in giro spiegazioni migliori e ne ho trovate 3 diverse: una diceva che dopo la collisione si forma un fotone, un'altra che al posto del fotone si formava una particella Z e un'altra ancora che si formavano invece 2 fotoni....... a cosa devo credere? __________________ La conservazione della quantità di moto non è garantita nei parcheggi incustoditi Un corpo che viaggia di moto rettilineo uniforme nel vuoto assoluto, dopo un paio d'ore comincia a scassars u'cazz

10-09-2005, 19:41	#3
CioKKoBaMBuZzo Member Iscritto dal: Oct 2003 Città: Vermezzo - Fiorenza Messaggi: 208	Un'indicazione della validità del modello a quark è il suo successo nel prevedere prodotti di collisioni ad alta energia tra un elettrone e un positrone. Dal momento che rappresentano materia e antimateria, le due particelle si annichilano a vicenda liberando energia sotto forma di un fotone. Il modello a quark prevede che l'energia di un fotone si possa materializzare in un quark e in un antiquark. Dato che la coppia elettrone-positrone in collisione aveva una quantità di moto totale nulla, la coppia quark-antiquark deve divergere in direzioni opposte con la stessa velocità in modo che la sua quantità di moto totale sia ancora nulla. I quark passano però inosservati perché la loro energia viene convertita in altri quark e antiquark che si materializzano e si combinano con la coppia originaria, dando origine a due getti di adroni (per la maggior parte pioni, una specie di mesone). Tali getti vengono realmente osservati e il fatto che siano focalizzati conferma che gli adroni non nascono direttamente dalla collisione, ma da singole particelle indivisibili delle quali i getti mantengono le traiettorie. __________________ La conservazione della quantità di moto non è garantita nei parcheggi incustoditi Un corpo che viaggia di moto rettilineo uniforme nel vuoto assoluto, dopo un paio d'ore comincia a scassars u'cazz

10-09-2005, 19:51	#4
AleX_ZeTa Junior Member Iscritto dal: Jun 2004 Messaggi: 12	veramente di collisioni elettrone-positrone ne sono avvenute... siamo anche in grado di farle avvenire: al CERN fino a qualche anno fa era in funzione il LEP, Large Electron Positron Collider Ring col quale si analizzavano proprio i prodotti della collisione elettrone-positrone. Quanto alla domanda ne so decisamente poco... credo di poter dirti che, nel sistema di riferimento nel quale la quantità di moto è nulla, si producono almeno due particelle di carica totale nulla che si muovono in direzione opposta mantenendo nulla la quantità di moto. Ho sempre sentito che si producevano due fotoni dall'annichilazione della coppia e-p, e il pezzo che hai riportato sembra confermarlo, solo che aggiunge che i due fotoni possano trasformarsi in una coppia quark antiquark... __________________ "Come vedi tutto è usuale, solo che il tempo stringe la borsa e c'è il sospetto che sia triviale l'affanno e l'ansimo dopo una corsa, l'ansia volgare del giorno dopo, la fine triste della partita, il lento scorrere senza uno scopo di questa cosa che chiami vita."

10-09-2005, 22:58	#6
CioKKoBaMBuZzo Member Iscritto dal: Oct 2003 Città: Vermezzo - Fiorenza Messaggi: 208	bhè non ne so abbastanza da capire se quello che leggo è una buffonata o la verità so solo che per saperne di più ho visitato quel sito e la spiegazione dice che la collisione elettrone positrone produce un solo fotone, che poi si trasforma in un quark e un antiquark, i quali possiedono velocità totale nulla come la coppia originale elettrone positrone...i miei dubbi sono sorti dopo, quando viene detto che spuntano fuori dal nulla altri quark e antiquark che vanno a formare getti di adroni...quindi per capire meglio sono andato a vedere cosa diceva wikipedia e qui veniva appunto detto che di fotoni se ne generano 2 non uno, senza spiegare però cosa avviene dopo...allora ho cercato da altre parti dove ho letto più volte che invece si forma una particella Z...è per questo che ho chiesto chiarimenti __________________ La conservazione della quantità di moto non è garantita nei parcheggi incustoditi Un corpo che viaggia di moto rettilineo uniforme nel vuoto assoluto, dopo un paio d'ore comincia a scassars u'cazz

11-09-2005, 07:36	#8
Banus Senior Member Iscritto dal: Nov 2002 Città: Singularity Messaggi: 894	Prima un riferimento: http://particleadventure.org/particl...tstandard.html spiega bene un bel po' di cose a livello elementare. Prima di tutto in questi casi vedi confondere fotone e bosone Z perchè di fatto la teoria debole e quella elettromagnetica sono state unificate nel 1970 nella teoria elettrodebole, verificata poi da Rubbia nel 1980. Quindi fotone e bosone Z (assieme ai due bosoni W) non sono che due aspetti della stessa cosa, indistinguibili ad alta energia mentre a bassa energia sono distinti a causa del processo chiamato rottura di simmetria. Per dare un'idea è come la solidificazione di un liquido: ad alta energia ogni molecola può avere un orientamento qualsiasi, mentre nel solido deve avere una precisa direzione nel reticolo cristallino; il fotone e il bosone W, rozzamente parlando, sono come "orientamento su" e "orientamento giù". In genere dall'annichilazione di elettrone e positrone si ottengono due fotoni a causa di considerazioni di conservazione di quantità di moto: il fotone ha sempre velocità c massa a riposo nulla, se fai collidere due particelle frontalmente otterresti un fotone fermo Per spiegare come fanno le particelle ad "apparire" dalla collisione di dovrebbe spiegare come funzionano a grandi linee le teorie quantistiche di campo.. e già questo è difficile Molto terra terra, è come se ci fossero già tutte le particelle generabili dalla collisione virtualmente, ma non sono rilevabili perchè la loro esistenza violerebbe il principio di conservazione dell'energia. Quello che fa la collisione è fornire energia sufficiente a renderle "reali" e quindi osservabili (direttamente, o grazie ai prodotti di decadimento). Tutte le volte che c'è energia sufficiente queste particelle possono "emergere" dal nulla. Ad esempio i quark sono attratti da una forza che aumenta con la distanza: più cerchi di separare due quark più devi dare loro energia, e questa energia a un certo punto è sufficiente a generare altri quark, che si legano ai precedenti formando nuove particelle. In genere nelle collisioni fra elettroni si forma una coppia quark-antiquark, che poi separandosi si "veste" con altri quark formando particelle e relative antiparticelle. Visivamente: Collisione e annichilazione Separazione dei quark e formazione di due mesoni In genere i mesoni che si formano sono pioni perchè sono formati dai quark più leggeri (u e d) , qui sopra invece si vede una reazione un po' più energetica __________________ echo 'main(k){float r,i,j,x,y=-15;while(puts(""),y++<16)for(x=-39;x++<40;putchar(" .:-;!/>"[k&7])) for(k=0,r=x/20,i=y/8;j=rr-ii+.1, i=2ri+.6,jj+ii<11&&k++<111;r=j);}'&>jul.c;gcc -o jul jul.c;./jul \|Only Connect\| "To understand is to perceive patterns" Isaiah Berlin "People often speak of their faith, but act according to their instincts." Nietzsche - Bayesian Empirimancer - wizardry Ultima modifica di Banus : 11-09-2005 alle 07:39.

10-09-2005, 19:32	#2
xenom Senior Member Iscritto dal: Mar 2004 Città: Verona Messaggi: 2364	bah penso che non abbiano ancora capito bene che succede, non penso che sia mai accaduta la collisione elettrone-positrone, perchè come è stato detto nel thread dell'uragano, si svilupperebbe un energia immensa per cui penso che siano tutte ipotesi... io cmq ho letto che si forma un fotone + calore

11-09-2005, 07:14	#7
xenom Senior Member Iscritto dal: Mar 2004 Città: Verona Messaggi: 2364	allora aspettiamo Christina và CRIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIS

11-09-2005, 13:57	#9
CioKKoBaMBuZzo Member Iscritto dal: Oct 2003 Città: Vermezzo - Fiorenza Messaggi: 208	apperò ok adesso ho capito grazie banus __________________ La conservazione della quantità di moto non è garantita nei parcheggi incustoditi Un corpo che viaggia di moto rettilineo uniforme nel vuoto assoluto, dopo un paio d'ore comincia a scassars u'cazz

11-09-2005, 16:27	#10
xenom Senior Member Iscritto dal: Mar 2004 Città: Verona Messaggi: 2364	i bosoni e i mesoni sono una delle cose più difficili da capire e studiare della fisica nucleare. dico bene?

11-09-2005, 17:09	#13
CioKKoBaMBuZzo Member Iscritto dal: Oct 2003 Città: Vermezzo - Fiorenza Messaggi: 208	cosa sarebbe il "plasma di quark"? __________________ La conservazione della quantità di moto non è garantita nei parcheggi incustoditi Un corpo che viaggia di moto rettilineo uniforme nel vuoto assoluto, dopo un paio d'ore comincia a scassars u'cazz

11-09-2005, 17:58	#15
xenom Senior Member Iscritto dal: Mar 2004 Città: Verona Messaggi: 2364	ma il plasma non è solamente gas ionizzato? gli atomi della materia si dividono in ioni... in quark mi pare un po' eccessivo

11-09-2005, 19:54	#18
xenom Senior Member Iscritto dal: Mar 2004 Città: Verona Messaggi: 2364	Ah, plasma quark pensavo fosse il modo tecnico e professionale per intendere il plasma

11-09-2005, 23:12	#19
Never Senior Member Iscritto dal: Mar 2000 Città: Empoli-Firenze Messaggi: 597	tornando in topic, non sono un esperto ma so che l'annichilazione elettrone + positrone produce due fotoni gamma dell'energia di 511 Mev (pari alla massa dell'elettrone e del positrone secondo la famosa E=mc^2). Questo fenomeno è alla base della oramai comune diagnostica con PET (tomografia ad emissione di positroni) dove vengono sfruttati dei metaboliti tipo il fluordesossiglucosio che hanno un decadimento producente positroni. I positroni annichilano con gli elettroni ed il tomografo registra le radiazioni gamma prodotte ricostruendo spazialmete l'immagine PET.

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