Wenn sich Atome nie "physisch" berühren, wie kommt es dann zur Vernichtung von Materie-Antimaterie?

Es ist bekannt, dass sich Materie und Antimaterie gegenseitig vernichten, wenn sie sich „berühren“. Und soweit ich weiß, ist das Konzept des "Berührens", wie es unser Gehirn bekommt, auf atomarer Ebene nicht wahr, da sich Atome nie wirklich berühren, sondern nur von verschiedenen Kräften beeinflusst werden.

Wenn dies wahr ist, wann findet die Vernichtung dann wirklich statt? Passiert es zum Beispiel, wenn zwei Atome von der Abstoßungskraft des anderen beeinflusst werden?

Ich bin mir nicht sicher, was "physisch 'berühren'" bedeutet. An der Materie-Antimaterie-Vernichtung müssen keine Atome beteiligt sein e + + e − → 2 γ . Sie werden durch die Felder beschrieben. Wenn ihre Felder (Wellenpakete) zusammenkommen, kommt es zur Streuung (Materie-Antimaterie-Vernichtung).
Gleiche Ladungen können sich Atome in Molekülen berühren... Beantworten Sie diese Frage " Wie kann ich auf dem Boden stehen? EM oder/und Pauli? " vorher ? Beachten Sie, dass Elektron und Positron nur abprallen können
@igael, was meinst du mit Elektron und Positron können abprallen?
@AbanobEbrahim: Sprung ohne Vernichtung
Ich habe oben eine zweideutige Aussage geschrieben "Positron kann nur abprallen" anstelle von "Positron kann auch abprallen" ! Verzeihung ...
„Touch“ ist ein Wort, das besser geeignet ist, das Verhalten makroskopischer Objekte zu beschreiben. Sagen Sie stattdessen „interagieren mit“.
Denken Sie daran, dass sich zwei Elektronen abstoßen, aber ein Elektron und ein Positron anziehen

Antworten (2)

Sie sollten ein Teilchen nicht als Punkt denken. Klassischerweise ist die Wahrscheinlichkeit, dass zwei punktartige Partikel mit zufälliger Position und Geschwindigkeit kollidieren, 0, deshalb sagten Sie, dass es nie passiert.

Auf quantenmechanischer Ebene werden diese Teilchen jedoch durch die Wellenfunktion beschrieben . Dies bedeutet, dass es an seinem räumlichen Ort eine Streuung gibt, sagen wir 0,1 nm (die minimale Streuung wird durch die Heisenbergsche Unschärferelation garantiert ). Aus der Überlagerung dieser Wellenfunktionen und ihrer Wechselwirkung lässt sich daher die Vernichtungswahrscheinlichkeit berechnen. Diese Überlappung ist in gewisser Weise die Bedeutung von "Berühren".

"Du solltest ein Teilchen nicht als Punkt denken." Offenbar sind sich nicht alle einig: " Soweit wir wissen, ist das Elektron ein Punktteilchen."
Es kann (und ist) gleichzeitig wahr sein, dass Elektronen wie Punktteilchen (bis hinab zu 10 − 18 m experimentelle Genauigkeit) und dass ihre gebundene Wellenfunktion Entfernungen in der Größenordnung von eine signifikante Wahrscheinlichkeit verleiht 10 − 10 m .
Es stellt sich heraus, wenn Sie denken, dass sie punktförmig sind, ist die Wahrscheinlichkeit aufgrund ihrer Anziehungskräfte immer noch ungleich Null, und wir müssen nur nahe genug herankommen, damit die kinetische Energie in die Masse eines Teilchens umgewandelt werden kann, damit interessante Dinge passieren (siehe kosmische Hintergrundstrahlung).

Wenn man sich auf der Mikroebene der Teilchen befindet, muss man aufhören, klassisch zu denken, dh mit Begriffen, die wir aus unseren makroskopischen Beobachtungen entwickelt haben.

„Berührung“ auf Partikelebene kann als „Interaktion“ definiert werden. Unser Berührungsgefühl beinhaltet tatsächlich die elektromagnetischen Wechselwirkungen, wir berühren mit dem Feld der Moleküle in unserer Hand das Feld der anderen Objekte, und diese Berührung beinhaltet den Austausch von Kräften, die virtuelle Teilchen tragen, dh Teilchen, die aber keine bestimmte Masse haben ihre charakteristischen Quantenzahlen behalten.

Es gibt eine genaue mathematische Beschreibung, die grafisch durch die Feynman-Diagramme gegeben ist :

e+e- Vernichtung

Das Diagramm übersetzt eins zu eins mit Integralen, die die Wahrscheinlichkeit angeben, dass diese Wechselwirkung stattfindet. Das ausgetauschte Elektron in diesem Diagramm (oder Positron, je nachdem, wie man das liest) ist virtuell, es hat keine bestimmte Masse.

Je näher e+ und e- beieinander liegen, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Streuung zu einer Vernichtung führt. Die Vernichtung geschieht also entsprechend der Wahrscheinlichkeit der Wechselwirkung. Es gibt Austauschvorgänge höherer Ordnung, aber sie ergeben viel kleinere Wahrscheinlichkeiten.

Entschuldigung, dass ich nach so langer Zeit darauf zurückkomme. Aber ich frage mich jetzt, was mit einem Kern aus Antiprotonen und Antineutronen passieren würde. Passiert das gleiche wie beim Elektron?
Experimentatoren haben es nicht geschafft, Antiatome zu erzeugen, außer Antihydrogne, dh ein Antiproton mit einem Positron . Bei einer hypothetischen Interaktion würden wiederum Feynman-Diagramme die Wahrscheinlichkeiten beschreiben. Wenn ein Antiwasserstoff auf ein normales Atom trifft, würde zuerst das Positron mit einem Elektron vernichten, wie oben, und dann würde das Antiproton schließlich von seiner negativen Ladung eingefangen werden und schließlich auf den Kern fallen und mit einem Proton oder Neutron vernichten.
Sie sagen hier: en.wikipedia.org/wiki/Antimatter#Antihelium , dass es ihnen gelungen ist, Antihelium-4-Kerne zu erzeugen. Angenommen, ein Antiheliumatom wurde in die Luft freigesetzt. Ich verstehe, dass die Positronen zuerst vernichten, aber wie wird dann der Kern vernichten? Selbst wenn die Antiprotonen eingefangen werden, wie werden dann die Neutronen vernichten?
Da der Antiheliumkern ungefähr 8000 Mal schwerer ist als die Elektronen mit einer doppelten Ladung, wird er Orbitale sehr eng um den Kern herum haben. Dies bedeutet, dass sie mit hoher Wahrscheinlichkeit den Kern an einem Orbital im S-Zustand überlappen. (Atomorbitale nachschlagen) . dann vernichten sich die Antiprotonen und Antinetronen mit den entsprechenden Feynman-Diagrammen, ein Beispiel hier arxiv.org/PS_cache/hep-ex/ps/9708/9708025v1.fig1-18.png
"Das bedeutet, dass sie mit hoher Wahrscheinlichkeit den Kern überlappen", mit "sie" meinen Sie die Elektronen, richtig? Und wenn ja, warum würde der Kern dann vernichten? Brauchen wir dafür nicht einen Antiheliumkern, der einen Heliumkern überlappt?
Es ist das Antihelium, nachdem seine Positronen von den Elektronen vernichtet wurden, und es ist ein doppelt negatives Ion, das elektromagnetisch von einem doppelt positiven Ion eingefangen werden kann (dh dem zwei Elektronen fehlen, dh dem Atom, in dem die Positronen vernichtet wurden und das dem ionisierten am nächsten ist Antihelium). Sobald es eingefangen ist, wird sein Orbital sehr klein, und die S-Orbitale überlappen den Kern, sodass das Antiheliumion den Kern überlappt und seine Antinukleonen mit den dortigen Nukleonen vernichten.
Elektronen der Atome in S-Orbitalen a) haben eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit, den Kern zu überlappen b) die Energieerhaltung erlaubt es nicht, dass sich e-+ Neutron in ein Proton verwandelt, außer in einigen Kernen, wo es zu einem Elektroneneinfang und einer Kernreaktion kommt. en.wikipedia.org/wiki/Electron_capture
Wenn sich Atome nie "physisch" berühren, wie kommt es dann zur Vernichtung von Materie-Antimaterie?
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