Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antyproton

04.12.16, 13:58
Co powstaje w wyniku tej reakcji. Jak wiadomo w przypadku anihilacji 100 % masy zmienia się w energię. Czyli w tym procesie powinna nastąpić całkowita zmiana na jakiś rodzaj promieniowania elektromagnetycznego prawdopodobnie gamma ? Jak jest to w przypadku anihilacji proton-pozyton? Natomiast spotkałem się z reakcjami, w których w wyniku anihilacji proton-antyproton powstają jakieś cząstki ? Więc jak całość może zmienić się w energię ?
    • gtx970 Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 04.12.16, 16:36

      marko125 napisał:

      > Natomiast spotkałem się z reakcj
      > ami, w których w wyniku anihilacji proton-antyproton powstają jakieś cząstki ?
      > Więc jak całość może zmienić się w energię ?

      Znany Ci jest chyba słynny wzór Einsteina E=mc^2.
      Więc zgodnie z nim każda cząstka o jakiejś masie może zmienić się w energię pola
      elektromagnetycznego, czyli promieniowanie gamma i odwrotnie.
      Energia i masa to to samo. Są cząstki które nie maja masy spoczynkowej jak np.
      foton czy neutrino, lub inne mezony i hadrony o zerowej masie.
      One zawsze są w ruchu i to z prędkością światła. Ich masa jest czysto kinetyczna.
      Warunkiem anihilacji cząstek jest obecność innej cząstki zwykle ciężkiej. Dlatego
      anihilacja zachodzi zwykle blisko jakiegoś jądra atomowego.
      Obecność tego jądra jest konieczna w celu spełnienia zasady zachowania pędu podczas
      takiej reakcji.

      Wszystko to jednak są bajeczki dla grzecznych dzieci czyli fizyków, których nudzą zwykłe
      zajęcia i badają nature subatomową.

      • marko125 Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 04.12.16, 17:14
        Neutrino ma masę, mezony też, hadrony też. Sęk w tym, że przy anihilacji proton i antyproton powstają też mezony ? które chyba potem też anihilują
        • gtx970 Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 04.12.16, 18:05

          marko125 napisał:

          > Sęk w tym, że przy anihilacji proton
          > i antyproton powstają też mezony ? które chyba potem też anihilują

          No i co z tego? Gdzie tutaj jest problem?

          • marko125 Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 04.12.16, 19:48
            To, że nie odpowiedziałeś na moje pytanie :) Zgodnie z tym słynnym wzorem wszystko powinno się zamienić w energię a nie masę. A w reakcji proton antyproton powstają jakieś cząstki czyli cała masa nie uległa anihilacji?
            • gtx970 Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 04.12.16, 19:55

              marko125 napisał:

              > To, że nie odpowiedziałeś na moje pytanie :) Zgodnie z tym słynnym wzorem wszys
              > tko powinno się zamienić w energię a nie masę. A w reakcji proton antyproton po
              > wstają jakieś cząstki czyli cała masa nie uległa anihilacji?

              Ten wzór E=mc^2 jest równaniem, a to oznacza, że m=E/c^2
              Wynika więc z niego, że nie tylko masa może się zamieniać w energię, ale również
              energia w masę.

              • marko125 Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 04.12.16, 20:01
                Ok

                Czyli podczas anihilacji proton antyproton powstaje część energii w postaci promieniowania gamma a część zmienia się w jakieś cząstki np mezony ? Oczywiście cząstki te mają też ogromną energię kinetyczną.
                W przypadku elektron pozyton jest prosto bo tam dostaje się dwa kwanty gamma o energii całkowitej ok 1 Mev
                • gtx970 Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 04.12.16, 20:05

                  No widzisz, jakie to dziecinnie proste.

                  • marko125 Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 04.12.16, 20:17
                    Z tym, że w tym przypadku nie ma 100 % anihilacji bo i powstają masywne cząstki jak w przypadku reakcji roszczepiienia/syntezy.
                    Natomiast w przypadku elektronów 100% idzie w energię w postaci promieniowania gamma.
                    • allegropajew Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 20.12.16, 23:17
                      Bajki prawicie kolego. Jak się dobrze, przeciwbieżnie rozpędzi wiązki elektron-pozyton, jak w SLAC-u, to się kupa syfa naprodukuje przy okazji.

                      Gościula
    • speedy13 Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 05.12.16, 16:23
      Dołączę się do pytania, bo jest to kwestia, której ładnego objaśnienia jakoś nigdzie nie znalazłem. Jak przebiegałaby anihilacja czegoś nazwijmy to bardziej makroskopowego i mniej "symetrycznego"? Gdyby na przykład gazowy antywodór H2 (dwa antyprotony z otoczką z pozytonów) zetknął się ze ze zwykłym azotem? Zapewne otoczki elektronowe anihilowałyby, wodór rozpadłby się na dwa antyprotony a azot zapewne zmieniłby się w jeden lub dwa jony jakieś i co dalej?
      • marko125 Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 05.12.16, 17:42
        Witaj speedy. Słyszałeś, iż były plany wykorzystania bardzo małej ilości antymaterii do inicjacji reakcji fuzji D+T w niewielkiej bombie termojądrowej? Choć nadal to stanowi ogromny kłopot technologiczny jest to ciekawe rozwiązanie :)

        Speedy takie pytanie do Ciebie jeszcze odnośnie broni termojądrowej. Co się dzieje z neutronami w dwufazowej broni jądrowej gdy otoczka II stopnia nie jest z Uranu ? I neutrony nie rozszczepiają tego materiału? Rozumiem, że zostaną pochłonięte przez np otoczkę z Wolframu i oddadzą energię w postaci ciepła ? Czy też część ucieknie z układu ? Z tego co wiadomo w reakcji D+T tylko cząstka alfa uczestniczy w tworzeniu wybuchu?

        Co do anihilacji wychodzi na to, że proton anty proton nie jest anihilacją w 100 % powstają mezony one się rozpadają na fotony, elektrony i neutrina. Energia neutrin nie jest w ogóle przydatna.
        • marko125 Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 05.12.16, 17:44
          Speedy odnośnie twojego pytania może to z wiki

          "Similar reactions will occur when an antinucleon annihilates within a more complex atomic nucleus, save that the resulting mesons, being strong-interacting, have a significant probability of being absorbed by one of the remaining "spectator" nucleons rather than escaping. Since the absorbed energy can be as much as ~2 GeV, it can in principle exceed the binding energy of even the heaviest nuclei. Thus, when an antiproton annihilates inside a heavy nucleus such as uranium or plutonium, partial or complete disruption of the nucleus can occur, releasing large numbers of fast neutrons.[6] Such reactions open the possibility for triggering a significant number of secondary fission reactions in a subcritical mass, and may potentially be useful for spacecraft propulsion."
        • nikodem321 Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 16.12.16, 20:08
          marko125 napisał:


          > Co do anihilacji wychodzi na to, że proton anty proton nie jest anihilacją w 10
          > 0 % powstają mezony one się rozpadają na fotony, elektrony i neutrina. Energia
          > neutrin nie jest w ogóle przydatna.

          Hej!
          W Twoim rozumowaniu została złamana zasada zachowania ładunku!
          W zderzeniu proton - anty proton ładunek elektryczny łącznie wynosi ZERO.
          Ty przedstawiasz, że powstają same elektrony - czyli MINUS jeden.

          Mam wrażenie, że do mechaniki kwantowej podchodzisz za bardzo przyziemnie. Tam trzeba trochę od ziemi się oderwać.

        • speedy13 Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 24.12.16, 18:46
          Dzięki za odpowiedź w poście poniżej. Teraz już przynajmniej coś z grubsza wiem, antyproton rozsadza jądro a powstające mezony sąsiednie jądra, na początek dobre i to..

          marko125 napisał:

          > Witaj speedy. Słyszałeś, iż były plany wykorzystania bardzo małej ilości antyma
          > terii do inicjacji reakcji fuzji D+T w niewielkiej bombie termojądrowej? Choć n
          > adal to stanowi ogromny kłopot technologiczny jest to ciekawe rozwiązanie :)

          Nie bardzo sobie wyobrażam bezpieczne długotrwałe przechowywanie antymaterii ani też jakiś zapalnik który by ją wyprodukował na bieżąco. Nie wydaje mi się to praktyczne.

          >
          > Speedy takie pytanie do Ciebie jeszcze odnośnie broni termojądrowej. Co się dzi
          > eje z neutronami w dwufazowej broni jądrowej gdy otoczka II stopnia nie jest z
          > Uranu ? I neutrony nie rozszczepiają tego materiału? Rozumiem, że zostaną pochł
          > onięte przez np otoczkę z Wolframu i oddadzą energię w postaci ciepła ? Czy też
          > część ucieknie z układu ?

          Zgadza się, część odda energię do obudowy, większość ucieknie z układu w siną dal.

          Z tego co wiadomo w reakcji D+T tylko cząstka alfa u
          > czestniczy w tworzeniu wybuchu?

          Znaczy jest produktem i ma dużą energię, tak więc to można chyba określić.
           
          • nikodem321 Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 24.12.16, 20:34
            speedy13 napisał:

            > Nie bardzo sobie wyobrażam bezpieczne długotrwałe przechowywanie antymaterii 

            Ależ to jest absolutnie wykonalne i urzeczywistniane!
            Jedyny problem to... co miesiąc słony rachunek z elektrowni.

            • speedy13 Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 29.12.16, 18:07
              nikodem321 napisał:

              > speedy13 napisał:
              >
              > > Nie bardzo sobie wyobrażam bezpieczne długotrwałe przechowywanie antymate
              > rii 
              >
              > Ależ to jest absolutnie wykonalne i urzeczywistniane!
              > Jedyny problem to... co miesiąc słony rachunek z elektrowni.

              A jakie ilości się przechowuje :) ?
          • marko125 Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 27.12.16, 17:30
            >Zgadza się, część odda energię do obudowy, większość ucieknie z układu w siną dal.

            Czyli reakcje fuzji w bombie wcale nie są takie wydajne. W reakcji D+T 80 % to neutrony a w jeszcze mniej energetycznej D+D też jest część neutronów, które po części uciekają ze swoją energią z układu. Można oczywiście je wykorzystać do rozszczepienia Uranu . Oczywiście więcej materiału fuzyjnego przereaguje bo i reakcje są znacznie szybsze. Natomiast w porównaniu do rozszczepienia gdzie neutronów produkuje się mało nie jest aż tak wydajna. Cztery razy reakcja D+T a jak odejmiesz neutrony wyjdzie prawie tyle co rozszczepienie.
    • hetman_twardowski Re: Co powstaje w wyniku anihilacji proton-antypr 18.12.16, 22:10
      Oj, dzieciaki...

      Proton nie jest elementarną cząstką, przynajmniej wedle standardowych modeli,
      zatem to nie może anihilować ot tak... w całości i naraz.

      Podczas kolizji szybkich atomów pojawia się multum przeróżnych zaburzeń.

      No a kolizja nagich protonów to już bajki... pseudoteoryteczne.
Pełna wersja