Was bestimmt die Wahrscheinlichkeit, dass ein Photonenpaar wechselwirkt und ein Positron und ein Elektron erzeugt?

Die zweite Antwort auf diese Frage beschreibt, wie dieser Prozess ablaufen könnte, und ich bin gespannt auf weitere Details dazu:

  1. Was ist die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Wechselwirkung, die Elektron-Positron-Paare erzeugt (und wie ist der allgemeine Prozess zu ihrer Berechnung)?
  2. Ist es möglich, durch diesen Prozess Strahlen von Positronen und/oder Elektronen zu erzeugen?

Ich würde mich über einige Referenzen freuen, die diese Art der Interaktion ausführlich beschreiben.

Früher dachte ich, dass Photonen überhaupt nicht interagieren (weil sie Bosonen sind), aber andererseits nähere ich mich dem von einem Halbleiterhintergrund aus. Vielleicht möchten Sie mehr von einer Quantenelektrodynamik-Erklärung? Bearbeiten. Lesen Sie einfach den Link, ja, es scheint, Sie möchten eine QED-Antwort.
Es ist eine sehr seltene Reaktion, die natürlich erfordert, dass die kombinierte Energie der Photonen größer als die doppelte Ruhemasse des Elektrons ist. Weitaus häufiger ist die Erzeugung von Positronen und Elektronen aus einem einzelnen Photon in Gegenwart eines Kerns, wie in en.wikipedia.org/wiki/Pair_production beschrieben

Antworten (1)

Was ist die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Wechselwirkung, die Elektron-Positron-Paare erzeugt (und wie ist der allgemeine Prozess zu ihrer Berechnung)?

Die Wahrscheinlichkeit kann mit den Feynman-Diagrammen berechnet werden

zweifot

In diesem Fall sind die Wellenlinien die Photonen und die Festkörper die Elektron-Positron-Linien.

Ist es möglich, durch diesen Prozess Strahlen von Positronen und/oder Elektronen zu erzeugen?

Es könnte möglich sein, aber für Elektronen nicht sehr effizient, es gibt viel effizientere Wege. Positronenstrahlen werden auch mit allgemeinen Streuungen und Isolieren der Positronen in Strahllinien erzeugt. Die Querschnitte sind viel höher. Auch nukleare Beta+-Quellen sind effizienter als die Zwei-Photonen-Produktion.

Gamma-Gamma-Collider wurden zur Untersuchung des Higgs vorgeschlagen, da der Querschnitt mit zunehmender Energie ansteigt.

Was bestimmt die Wahrscheinlichkeit, dass ein Photonenpaar wechselwirkt und ein Positron und ein Elektron erzeugt?
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