Anihilacja i kreacja materii

1. Anihilacja i kreacja materii

2. Masa spoczynkowa ciała

3. Masa spoczynkowa ciała Najsłynniejszy wzór szczególnej teorii względności E =mc2 mówi, że energia i masa, są w pewnym sensie tożsame.

4. Masa spoczynkowa ciała Najsłynniejszy wzór szczególnej teorii względności E =mc2 mówi, że energia i masa, są w pewnym sensie tożsame. Wynika z niego, że

5. Masa spoczynkowa ciała • Najsłynniejszy wzór szczególnej teorii względności E =mc2 mówi, że energia i masa, są w pewnym sensie tożsame. • Wynika z niego, że • materię o masie m można zanihilować, czyli zamienić w ilość energii E=mc2

6. Masa spoczynkowa ciała • Najsłynniejszy wzór szczególnej teorii względności E =mc2 mówi, że energia i masa, są w pewnym sensie tożsame. • Wynika z niego, że • materię o masie m można zanihilować, czyli zamienić w ilość energii E=mc2 • i na odwrót:

7. Masa spoczynkowa ciała • Najsłynniejszy wzór szczególnej teorii względności E =mc2 mówi, że energia i masa, są w pewnym sensie tożsame. • Wynika z niego, że • materię o masie m można zanihilować, czyli zamienić w ilość energii E=mc2 • i na odwrót: • -z energii E można wykreować ilość materii m=E/c2.

8. Masa spoczynkowa ciała • Najsłynniejszy wzór szczególnej teorii względności E =mc2 mówi, że energia i masa, są w pewnym sensie tożsame. • Wynika z niego, że • materię o masie m można zanihilować, czyli zamienić w ilość energii E=mc2 • i na odwrót: • -z energii E można wykreować ilość materii m=E/c2. Ze wzoru tego wnika, że energia odpowiadająca masie spoczynkowej elektronu (energia jaką otrzymalibyśmy anihilując elektron) jest:

9. Masa spoczynkowa ciała • Najsłynniejszy wzór szczególnej teorii względności E =mc2 mówi, że energia i masa, są w pewnym sensie tożsame. • Wynika z niego, że • materię o masie m można zanihilować, czyli zamienić w ilość energii E=mc2 • i na odwrót: • -z energii E można wykreować ilość materii m=E/c2. Ze wzoru tego wnika, że energia odpowiadająca masie spoczynkowej elektronu (energia jaką otrzymalibyśmy anihilując elektron) jest: E=mc2 = 0,51MeV.

10. Anihilacja materii

11. Anihilacja materii Anihilacja jest to proces oddziaływania cząstki z odpowiadającą jej antycząstką, podczas którego cząstka i antycząstka* zostają zamienione na fotony.

12. Anihilacja materii Anihilacja jest to proces oddziaływania cząstki z odpowiadającą jej antycząstką, podczas którego cząstka i antycząstka* zostają zamienione na fotony. * Każda cząstka elementarna (materia) ma swoją antycząstkę (antymateria). Cząstka i jej antycząstka różnią się znakiem ładunku elektrycznego oraz liczb kwantowych (izospin, dziwność, liczba barionowa…) Antycząstka elektronu e- to pozyton e+ o ładunku dodatnim, takim samym co do wartości jak ten, który posiada elektron, a masie i spinie takim samym jak elektron.

13. Anihilacja materii Anihilacja jest to proces oddziaływania cząstki z odpowiadającą jej antycząstką, podczas którego cząstka i antycząstka* zostają zamienione na fotony. Najprostszym przykładem jest anihilacja pary elektron-pozyton: e+ + e- → 2γ.

14. Anihilacja materii Anihilacja jest to proces oddziaływania cząstki z odpowiadającą jej antycząstką, podczas którego cząstka i antycząstka* zostają zamienione na fotony. Najprostszym przykładem jest anihilacja pary elektron-pozyton: e+ + e- → 2γ. Zasada zachowania pędu wymaga, aby w procesie anihilacji powstawały dwa fotony, których suma pędów jest taka jak suma pędów elektronu i pozytonu przed anihilacją, a suma ich energii jest równa sumie energii spoczynkowych elektronu i pozytonu przed anihilacją: E=2mc2.

15. Anihilacja materii h -- e+ + mv l 2mv 2mv mv h - _ e-- l Anihilacja jest to proces oddziaływania cząstki z odpowiadającą jej antycząstką, podczas którego cząstka i antycząstka* zostają zamienione na fotony. Najprostszym przykładem jest anihilacja pary elektron-pozyton: e+ + e- → 2γ. Zasada zachowania pędu wymaga, aby w procesie anihilacji powstawały dwa fotony, których suma pędów jest taka jak suma pędów elektronu i pozytonu przed anihilacją, a suma ich energii jest równa sumie energii spoczynkowych elektronu i pozytonu przed anihilacją: E=2mc2.

16. Anihilacja materii h -- e+ + mv l 2mv 2mv mv h - _ e-- l Anihilacja jest to proces oddziaływania cząstki z odpowiadającą jej antycząstką, podczas którego cząstka i antycząstka* zostają zamienione na fotony. Najprostszym przykładem jest anihilacja pary elektron-pozyton: e+ + e- → 2γ. Zasada zachowania pędu wymaga, aby w procesie anihilacji powstawały dwa fotony, których suma pędów jest taka jak suma pędów elektronu i pozytonu przed anihilacją, a suma ich energii jest równa sumie energii spoczynkowych elektronu i pozytonu przed anihilacją: E=2mc2. Jeśli prędkości elektronu i pozytonu v są zaniedbywalnie małe to dla energii zachodzi: 2mc2 = h .

17. Anihilacja materii h -- e+ + mv l 2mv 2mv mv h - _ e-- l Anihilacja jest to proces oddziaływania cząstki z odpowiadającą jej antycząstką, podczas którego cząstka i antycząstka* zostają zamienione na fotony. Najprostszym przykładem jest anihilacja pary elektron-pozyton: e+ + e- → 2γ. Zasada zachowania pędu wymaga, aby w procesie anihilacji powstawały dwa fotony, których suma pędów jest taka jak suma pędów elektronu i pozytonu przed anihilacją, a suma ich energii jest równa sumie energii spoczynkowych elektronu i pozytonu przed anihilacją: E=2mc2. Jeśli prędkości elektronu i pozytonu v są zaniedbywalnie małe to dla energii zachodzi: 2mc2 = h . Podstawiając dane znajdujemy l=ok.124pm. Obliczona długość fali odpowiada promieniowaniu gamma.

18. Anihilacja materii • Anihilacja materii jest najbardziej wydajnym, znanym źródłem energii. Porównajmy ilości energii:

19. Anihilacja materii • Anihilacja materii jest najbardziej wydajnym, znanym źródłem energii. Porównajmy ilości energii: • spalenie1kg węgla daje ok. 33 MJ

20. Anihilacja materii • Anihilacja materii jest najbardziej wydajnym, znanym źródłem energii. Porównajmy ilości energii: • spalenie1kg węgla daje ok. 33 MJ • rozszczepienie 1kg 235U ok. Problem tylko w tym, że we wszechświecie nie mamy antymaterii. Fizycy potrafią ją wytwarzać w laboratoriach w ilościach kilku, kilkunastu cząstek. Droga do wykorzystania energii otrzymywanejpodczas anihilacji materii wydaje się bardzo daleka.

21. Anihilacja materii • Anihilacja materii jest najbardziej wydajnym, znanym źródłem energii. Porównajmy ilości energii: • spalenie1kg węgla daje ok. 33 MJ • rozszczepienie 1kg 235U ok. • anihilacja 1kg śmieci ok.

22. Anihilacja materii • Anihilacja materii jest najbardziej wydajnym, znanym źródłem energii. Porównajmy ilości energii: • spalenie1kg węgla daje ok. 33 MJ • rozszczepienie 1kg 235U ok. • anihilacja 1kg śmieci ok. Problem tylko w tym, że we wszechświecie nie mamy antymaterii. Fizycy potrafią ją wytwarzać w laboratoriach w ilościach kilku, kilkunastu cząstek.

23. Anihilacja materii • Anihilacja materii jest najbardziej wydajnym, znanym źródłem energii. Porównajmy ilości energii: • spalenie1kg węgla daje ok. 33 MJ • rozszczepienie 1kg 235U ok. • anihilacja 1kg śmieci ok. Problem tylko w tym, że we wszechświecie nie mamy antymaterii. Fizycy potrafią ją wytwarzać w laboratoriach w ilościach kilku, kilkunastu cząstek. Droga do wykorzystania energii otrzymywanej podczas anihilacji materii wydaje się bardzo daleka.

24. Kreacja materii (tworzenie par) Kreacja par to proces powstania pary cząstka-antycząstka z energii np. fotonu. Jest to proces odwrotny do anihilacji.

25. Kreacja materii (tworzenie par) Kreacja par to proces powstania pary cząstka-antycząstka z energii np. fotonu. Jest to proces odwrotny do anihilacji. W pewnych sytuacjach, foton np. o energii dwóch mas spoczynkowych elektronu, tj. , oddziałując z materią przestaje istnieć i w to miejsce pojawiają się: cząstka elektron i antycząstka pozyton.

26. Kreacja materii (tworzenie par) Kreacja par to proces powstania pary cząstka-antycząstka z energii np. fotonu. Jest to proces odwrotny do anihilacji. W pewnych sytuacjach, foton np. o energii dwóch mas spoczynkowych elektronu, tj. , oddziałując z materią przestaje istnieć i w to miejsce pojawiają się: cząstka elektron i antycząstka pozyton. W procesie tym są spełnione zasady zachowania pędu i energii.

27. Kreacja materii (tworzenie par) Kreacja par to proces powstania pary cząstka-antycząstka z energii np. fotonu. Jest to proces odwrotny do anihilacji. W pewnych sytuacjach, foton np. o energii dwóch mas spoczynkowych elektronu, tj. , oddziałując z materią przestaje istnieć i w to miejsce pojawiają się: cząstka elektron i antycząstka pozyton. W procesie tym są spełnione zasady zachowania pędu i energii. Tak jak w przypadku anihilacji materii fizycy potrafią kreować materię tylko na poziomie cząstek elementarnych.