طاقة إنتاج الأزواج

أدخل طاقة الفوتون بوحدة ميجا إلكترون فولت (MeV). طاقة الفوتون هي الطاقة التي يحملها كل فوتون من الإشعاع الكهرومغناطيسي، وتُعطى بالعلاقة E = hν، حيث h ثابت بلانك و ν التردد. في سياق إنتاج الأزواج، تعتبر هذه الطاقة المحفزة للتفاعل.

احسب طاقة العتبة النظرية لإنتاج زوج إلكترون-بوزيترون. تعطى العتبة بالعلاقة: E_threshold = 2m_e c²، حيث m_e كتلة الإلكترون الساكنة (9.109×10⁻³¹ كغ) و c سرعة الضوء (3×10⁸ م/ث). بتعويض القيم: m_e c² = 0.511 MeV، إذن العتبة = 1.022 MeV. هذه الطاقة تمثل الحد الأدنى المطلوب لإنشاء الكتلة الساكنة للجسيمين.

قارن طاقة الفوتون المدخلة مع العتبة المحسوبة. إذا كانت طاقة الفوتون ≥ 1.022 MeV، يصبح إنتاج الزوج ممكناً من الناحية الطاقية. إذا كانت أقل، لا يمكن للتفاعل الحدوث لأن الطاقة غير كافية لتكوين الكتلة الساكنة.