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Teilchen / Antiteilchen Annihilation 18 Jul 2021 13:56 #783

  • Ute Katscher
  • Ute Katschers Avatar Autor
ich habe eine Frage, die hoffentlich nicht all zu dumm ist.
Ich habe gelernt, dass Antimaterie sich rückwärts in der Zeit bewegende Materie ist. Einfach gedacht wundert es einen dann nicht, dass die Teilchen annihilieren, denn irgendwie muss dieser Zeitkonflikt ja gelöst werden. Nun ist das Photon sein eigenes Antiteilchen. Photonen annihilieren ja nicht. Das Licht bewegt sich im Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit . Dann steht die Zeit still und es gibt dann weder vorwärts noch rückwärts in der Zeit. Ist das der Grund, warum Photonen (und "Antiphotonen") sich nicht gegenseitig vernichten und wäre eine Schlussfolgerung richtig, dass masselose Teilchen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen alle ihre eigenen Anitieilchen sind oder sei können? Oder ist diese Denkweise zu einfach?

Teilchen / Antiteilchen Annihilation 18 Jul 2021 14:10 #784

Ich habe gelernt, dass Antimaterie sich rückwärts in der Zeit bewegende Materie ist

Das ist so nicht richtig, richtig ist nur, dass man Antimaterie gerne so darstellt. Antimaterie hat aber positive Energie, daher wäre es zeitrückläufig dann negative Energie. Alle anderen Eigenschaften außer der Energie sind jedoch gespiegelt.

Mit anderen Worten kann man Antimaterie mit Ausnahme des Energieinhaltes als zeitrückläufige (negative) Materie behandeln, und allein auf diese sonstigen Eigenschaften kommt es ja bei den Diagrammen an, die Energie ist für alle Teilchen in den Diagrammen immer positiv.

Nun ist das Photon sein eigenes Antiteilchen. Photonen annihilieren ja nicht.

Doch .... wenn zwei Photonen zusammenstoßen, können sie annihilieren, das bedeutet, dass die Energie für Paarbildung zur Verfügung steht, es können wieder die gleichen Photonen entstehen oder andere Teilchen.

In der Regel reagieren zwei Photonen allerdings nicht miteinander, der sogenannte Halpern-Wirkungsquerschnitt ist sehr gering. Maßgeblich ist die Schwerpunktsenergie ²√s, also in einem Bezugssystem, in dem beide Photonen die selbe Frequenz f in exakt entgegengesetzte Richtung haben.
²√s = 2·²√(f1·f2)h·sin(μ/2) = 2f·h = E
Für die Paarerzeugung von Elektron-Positron aus zwei Photonen zB für 2f·h = ²√s = E ≫ 2c²me:
σ = α⁴c²/ωC² = 4,2285769933e-34 m²

ohne Erzeugung von Elektron-Positron für f·h ≪ c²me:
σ = 3,1419634e-29 m²
Hierbei entstehen aus den Photonen nur wieder die gleichen Photonen, die Richtung des neuen Paares kann sich beliebig ändern, sie werden also nur aneinander gestreut.
Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

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