Большая Советская Энциклопедия (АН)

  Однако небольшой доле позитронов, «удаётся» аннигилировать, сохранив ещё достаточно высокую скорость. При этом угол разлёта фотонов зависит от этой скорости. При больших энергиях аннигилирующих позитронов возникающие фотоны испускаются преимущественно вперед и назад по направлению движения позитрона. Фотон, летящий вперёд, забирает почти всю энергию позитрона, на долю же фотона, летящего назад, остаётся только энергия, равная примерно энергии покоя электрона mс². Таким образом, при прохождении быстрых позитронов через вещество образуется пучок высокоэнергетических гамма-квантов, летящих в одну сторону. Этим иногда пользуются физики-экспериментаторы для получения монохроматического пучка фотонов сочень большой энергией.

  В веществе позитроны «живут» очень недолго: в типичных твёрдых телах за время около 10^-10 сек — за ничтожный с обычной точки зрения промежуток времени — процесс аннигиляции уничтожает больше двух третей всех оказавшихся в веществе позитронов. [Позитрон — стабильная частица (он ни на что не распадается) и в вакууме может существовать бесконечно долго.]

  Часто, особенно в газах, аннигиляция идёт через промежуточный этап — образование кратковременно живущей системы, позитрония, т. е. связанного состояния электрона и позитрона.

  Рождение пар электрон-позитрон. Для прогресса, обратного аннигиляции (рождения фотоном электрон-позитронной пары), необходимо наличие внешнего электромагнитного поля (или второго фотона), так как, согласно законам сохранения энергии и импульса, «одинокий» фотон не может превратиться в пару частица-античастица. Обычно образование пар электрон-позитрон фотоном происходит в кулоновском поле атомного ядра (или электрона). Для осуществления такой реакции энергия фотона должна быть не меньше суммы масс покоя электрона и позитрона, т. е. 2mc² = 1,02 Мэв. Вероятность рождения пары в кулоновском поле ядра пропорциональна квадрату заряда ядра (или атомного номера), Z²; она быстро растет с увеличением энергии гамма-кванта и при очень больших энергиях достигает некоторого предельного значения.

  Образование пар электрон-позитрон играет определяющую роль в поглощении веществом гамма-квантов высокой энергии, а также, совместно с тормозным излучением, в возникновении так называемых электронно-фотонных ливней в космических лучах.

  Аннигиляция и рождение пар других частиц. Если энергия фотона очень велика, то он может породить любую пару частица-античастица, например пару мюонов. Пары сильно взаимодействующих частиц, например пара протон-антипротон, образуются при соударениях очень быстрых протонов с нуклонами (т. е. протонами и нейтронами) атомных ядер.

  При аннигиляции нуклонов с антинуклонами также гораздо чаще возникают не гамма-кванты, а «массивные» частицы, появление которых не запрещено законами сохранения: как правило, аннигиляция таких пар происходит с образованием четырёх-пяти пимезонов.

  Процессы А. и р. п. нашли применение в научных исследованиях. Так, распределение возникающих при аннигиляции фотонов по их углам разлёта позволяет найти распределение электронов в металлах по скоростям (так как вероятность аннигиляции позитрона в веществе сильно зависит от относит. скорости позитрона н участвующего в тепловом движении электрона). Знание этого распределения необходимо, например, для расчёта удельной теплоёмкости металлов при очень низких температурах. Другой пример: по рождению электрон-позитронных пар можно получать сведения об образующихся в реакции фотонах большой энергии. Фотон, как и всякую другую незаряженную частицу, нельзя наблюдать непосредственно, так как он не оставляет видимого следа в детекторах частиц, таких, как камера Вильсона, пузырьковая камера,ядерная фотографическая эмульсия и др., и о его энергии, импульсе, а также о самом факте его образования можно узнать только по рожденной им паре (а для фотона меньшей энергии — по комптонопскому электрону отдачи, см. Комптон-эффект).

  Лит.: см. при ст. Античастицы.

  О. И. Завьялов.

Фотография пары электрон-позитрон, образованной в камере Вильсона гамма-квантом на ядре криптона. Камера помещена в магнитное поле, которое отклоняет отрицательно заряженный электрон и положительно заряженный позитрон в противоположные стороны.

Аннона

Анно'на, анона (Anona), род деревьев и кустарников семейства аноновых. Около 110 видов в тропических и субтропических областях Америки и 10 видов в Африке. Многие виды (A. squamosa, A. cherimolia и др.), происходящие из Америки, широко культивируют в тропиках обоих полушарий ради съедобных ароматных плодов.

Аннотация