Annihilatsioon: erinevus redaktsioonide vahel

Annihileerumise tulemusena ei saa osake ja antiosake lihtsalt "kaduda". Protsess peab rahuldama mitmeid jäävusseadusi, kaasa arvatud:

Tulenevalt [[energia jäävuse seadus]]est peab tekkima vähemalt üks osake, mis võtab enda kanda nii annihileerunud osakestel olnud, kui ka annihileerumise tulemusena tekkinud energia. Samuti ei tohi rikkuda [[implusi jäävuse seadus]]t ning seega peab annihilatsiooni tulemusena eralduvaid osakesi olema vähemalt kaks või rohkem.

Ulmeraamatutes tihti kirjeldatud [[aine (füüsika)|aine]] ja [[antiaine]] annihileerumine taandub tegelikult aine moodustanud elementaarosakeste annihileerumisele. Iga aine aatomi [[elektron]] annihileerub [[positron]]iga, [[prooton]] [[antiprooton]]iga ja [[neutron]] [[antineutron]]iga. Tulemusena tekib suur arv kõrge energiaga [[footon]]eid. Kuigi ulmekirjanduses kirjeldatakse seda kui "eredat valgussähvatust", siis tegelikkuses on tegemist pigem tugeva [[gammakiirgus]]ega.

Valguse kiirusele lähedaste kiirustega sõitva (hüpoteetilise) [[footonrakett|footonraketi]]i edasiviiv jõud pidi tulema aine ja antiaine annihilatsiooniprotsessist. Laeva sabas pidi olema suur peegel, mis annihileerumise tulemusena tekkivad footonid tagasi peegeldab ning selle tulemusena tekkiva [[tõukejõud|tõukejõu]] laevale üle kannab. Kuna footonid liiguvad valguse kiirusega, siis peaks olema teoreetiliselt võimalik nende abil kiirendada ka kosmoselaev valguse kiirusele lähedaste kiirusteni.

Elektron-positron annihilatsioon toimub, kui [[elektron]] (e⁻) ja [[positron]] (e⁺, elektroni antiosake) kokku põrkuvad. Tulemuseks on elektroni ja positroni annihilatsioon ning [[footon|gammakvandi]] teke. Suurematel energiatel võib gammekvandigammakvandi asemel tekkida ka teisi osakesi:

Protsess peab rahuldama eelnevalt mainitud jäävusseadusi. Nagu ka teised laetud objektid, võivad elektron ja positron [[interageeruma|interageeruda]] ka ilma, et nad annihileeruks, üldiselt toimub elastne hajumine.

Lõppseisundi jaoks on väga piiratud võimalused. Kõige tõenäolisem on kahe või enam gammakvandi loomine. Energia ja impulsi jäävusseadused keelavad üldjuhul ainult ühe footoni tekkimise. Erijuhul, kui elektronid on väga tihedasti aatomi ümber pakitud, võib tekkida üks footon.<ref name="Sodickson"/> Enamasti siiski kiiratakse kaks footonit, mille energia on võrdne elektroni ja positroni seisuenergiatega (511 keV)<ref name="Atwood"/>. Mugav on lähtuda inertsiaalsest taustsüsteemist, kus enne annihilatsiooni on süsteemi summaarne sirgjooneline impulss null. Sellisel juhul kiirguvad gamma kiiredgammakiired peale kokkupõrget vastassuundadesse. Samuti on küllaltki tavaline kolme gammakvandi teke, kuna teatud impulssmomentidega olekus, on vaja säilitada laengu paarsust.<ref name="griffiths"/> Ka suurema arvu footonite teke on võimalik, kuid tõenäosus nende tekkeks väheneb iga lisa footoniga, kuna neil keerulistel protsessidel on madalam tõenäosusamplituud.

Kuna [[neutriino]]del on samuti väikesemväiksem mass, kui elektronidel, on ka põhimõtteliselt võimalik, kuigi eriti ebatõenäoline ühe või enam neutriino-antineutriino paaride teke. Sama on tõsi ka teiste osakeste puhul, mis on kerged. ElektronistNeutriinodest kergemaid [[fermion]]e kui neutriinosid pole leitud..

Energiate puhul, mis on lähedased või ületavad nõrga jõu kandjate, W ja Z bosonite, massi, muutub nõrga jõu tugevus võrreldavaks elektromagnetilise jõuga. See tähendab, et on märksa lihtsa tekkima osakesitekib nagurohkem neutriinosid, mis interageeruvad ainult nõrgalt.

Selline annihilatsiooni vormannihilatsioonivorm ilmneb, kui ühe prootoni kvark ja teise teise antiprootoni antikvark põrkuvad. Annihilatsiooni käigus tekivad virtuaalsed gluuonid[[gluuon]]id. Gluuonpilves tekib [[T-kvark|top]] ja antitop kvargipaar, mis liiguvad erisuundades ja venitavad gluuonpilve nende vahel. Kui top ja antitop on üksteistest kaugemale jõudnud, siis nad lagunevad [[B-kvark|bottom]] ja antibottom kvarkideks ning ilmub lisa W bosoneid (nii W^- kui W⁺ bosoneid). W^- laguneb omakord elektroniks ja neutriinoks ning W⁺ laguneb üles ja alla kvargipaariks. Protsessi lõpus liiguvad kõik osakeses üksteisest eemale.<ref name="Particleadventure"/>