Wie wird Antimaterie hergestellt?

Wie wird Antimaterie im Labor hergestellt? Kann jemand auf Teilchenebene genau erklären, wie Anti-Protonen und Anti-Elektronen hergestellt werden?

Bitte werfen Sie einen Blick auf die Paarproduktion en.wikipedia.org/wiki/Pair_production und spezifizieren Sie dann Ihre Frage.
Dies ist die Theorie, wie es gemacht wurde. Praktisch, wie sie erreichen?
Ist noch jemand der Meinung, dass dieses Thema How It's Made vorgeschlagen werden sollte?

Antworten (2)

Die Erzeugung von Antiprotonen ist im Prinzip unkompliziert, da jede hochenergetische Kollision einen Schauer von Protonen, Antiprotonen und verschiedenen Arten von Pionen erzeugt. Die Pionen zerfallen in wenigen Nanosekunden, also müssen Sie nur warten, bis die Pionen zerfallen, und dann die Antiprotonen von den Protonen trennen.

Bei Fermilab wurde ein 120-GeV-Protonenstrahl mit einem Nickel-Target kollidiert, um die Protonen und Antiprotonen zu erzeugen. Die Proton/Antiproton-Mischung wurde zuerst durch eine Lithiumlinse geleitet, um einen kollimierten Strahl zu erzeugen, und eine anschließende magnetische Trennung erzeugte getrennte Strahlen von Protonen und Antiprotonen.

Obwohl die Herstellung von Antiprotonen einfach ist, ist es viel, viel schwieriger, wenn Sie mit der Herstellung von Antimaterie die Herstellung von neutraler Antimaterie wie Antiwasserstoff meinen. Die Energien der vom Nickel-Target erzeugten Antiprotonen sind weitaus höher als die Ionisationsenergie von (Anti-)Wasserstoff, daher müssen die Antiprotonen gekühlt und eingefangen und dann mit Positronen reagiert werden, um Antiwasserstoff zu erzeugen.

Die ersten signifikanten Mengen an hergestelltem Antiwasserstoff wurden von der Alpha-Gruppe am CERN hergestellt . Es gibt hier ein nettes Video, das ihr Experiment beschreibt . Sie halten die Antiprotonen in einer Magnetfalle und passen dann das Feld an, damit sie mit den Positronen in Kontakt kommen können.

Ist es so einfach, Anti-Protonen herzustellen? Es ist etwas schwieriger/teurer als Protonen? Ist es nicht? Ist das nicht der Grund für LHC? P P statt P P ¯ ? (obwohl bei hohen Energien mit den PDFs die Unterscheidung nicht so wichtig ist).
Anti-Protonen herzustellen ist kinderleicht. Sie in einen gekühlten kollimierten Strahl umzuwandeln, der für den Einsatz in einem Beschleuniger geeignet ist, ist überhaupt nicht einfach. Obwohl dies am Fermilab durchgeführt wurde, war die Intensität des Anti-Protonenstrahls viel geringer, als dies (relativ einfach) mit einem Protonenstrahl erreicht werden konnte.

Da John nicht Positronen anspricht, sollte man wissen, dass Positronen leicht erzeugt werden, sobald ein Photon mehr Energie hat als die doppelte Masse des Elektrons, in Elektron-Positron-Paaren.

Dies ist in diesem Blasenkammerbild deutlich zu sehen :

e+e- lila

wobei das Positron rechts lila dargestellt ist. Man weiß, dass es sich um Elektronen (Positronen) handelt, weil die Bahn aufgrund der Ionisation schnell Energie verliert, was auf die kleine Elektronenmasse hinweist.

Um Positronenstrahlen zu erhalten, muss man das Paar auf dünnen Targets im Vakuum erzeugen, da die Paarbildung im elektromagnetischen Feld des Kerns geschieht, und dann mit Magnetfeldern die Positronen von den Elektronen trennen.

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