A produção de pares é o processo em que um fóton (uma partícula de luz) interage com um forte campo eletromagnético, como o campo próximo a um núcleo atômico, e se converte em um elétron e um pósitron (a antipartícula do elétron). Veja como o momento é conservado neste processo:
1. Momento inicial: * O momento inicial do sistema é transportado pelo fóton recebido. O momento de um fóton é dado por
p =e/c , onde E é sua energia e C é a velocidade da luz.
2. Momento final: * O momento final é transportado pelo elétron e pelo Positron. Ambas as partículas têm impulso dado por
p =mv , onde M é sua massa e V é sua velocidade.
3. Conservação do momento: * O momento total antes da interação (momento do fóton) deve ser igual ao momento total após a interação (momento de elétron e pósitron).
Considerações importantes: *
Energia e massa: A energia do fóton é convertida na energia de massa do elétron e do pósitron. A energia do fóton deve ser pelo menos igual à energia de massa restante do par de elétrons-positron (1,022 MeV) para que a produção de pares ocorra.
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Direção: O elétron e o pósitron são criados com momentos opostos. Isso é necessário para garantir que a soma vetorial de seu momento seja igual ao momento inicial do fóton.
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O papel do núcleo: O núcleo está envolvido porque fornece um forte campo eletromagnético para mediar a interação. Ele absorve algum momento do fóton para garantir que o momento geral seja conservado. No entanto, o núcleo é muito mais pesado que o elétron e o pósitron, portanto seu momento de recuo é insignificante.
em resumo: A produção de pares é um belo exemplo das leis fundamentais de conservação da física. A conservação do momento, juntamente com a conservação de energia e a Conservação de Carga, garante que o processo ocorra de uma maneira que seja consistente com a nossa compreensão do universo.
