Produzione di coppia

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Il processo di produzione o creazione di coppia elettrone-positrone è, in sintesi una reazione in cui due raggi gamma interagiscono tra loro producendo una coppia di particelle composta da un elettrone (materia) e un positrone (antimateria).

È possibile avere produzione di coppia da un fotone, ma solo se questo passa accanto ad un altro corpo (come ad esempio un nucleo atomico) con cui può interagire.

Il caso più semplice è, ovviamente, la creazione da due γ (fotoni). La reazione corrispondente è:

$\gamma + \gamma \longrightarrow e^{-} + e^{-}$

Per questo processo è possibile calcolarne la sezione d'urto totale, basandosi sui due corrispondenti diagrammi di Feynman del primo ordine che descrivono l'interazione:

$\sigma (M) = 4 \pi \frac {\alpha^2}{M^2} \left \{ \left (1-8 \frac {m_e^4}{M^4} + 4 \frac {m_e^2}{M^2} \right ) \operatorname {lg} \left ( \frac {1+ \sqrt {1-4 \frac {m_e^2}{M^2}}}{1- \sqrt {1-4 \frac {m_e^2}{M^2}}} \right ) \right. +$

$\left. - \sqrt {1-4 \frac {m_e^2}{M^2}} \left ( 1+4 \frac {m_e^2}{M^2} \right ) \right \}$

dove m_e è la massa dell'elettrone, M la massa invariante, α la costante di struttura fine, lg il logaritmo in base e.

Il processo inverso è detto annichilazione elettrone-positrone.

Produzione di coppia

Produzione di coppia

See also: Produzione di coppia, Acceleratore di particelle, Annichilazione elettrone-positrone, Antimateria, Base, Due, Effetto Compton, Elettrone, Fisica