تولید زوج فرایند فیزیکی دیگری است که ویژگی ذره ای تابش را تائید می کند. پاول دیراک فیریکدان آمریکایی اولین دانشمندی بود که در سال 1928 نظریۀ کوانتومی را با نظریۀ نسبیت ترکیب کرد و حتی توانست ذرۀ جدیدی به نام پوزیترون را پیش بینی کند. این ذره که به عنوان پاد ذرۀ الکترون نامیده شده است، دارای جرمی برابر با جرم الکترون است ولی بارالکتریکی آن مساوی و مخالف بار الکترون است.
پوزیترون چهار سال پس از پیش بینی آن، در سال 1932 توسط کارل اندرسون فیریکدان آمریکایی کشف شد. وقتی تابش الکترومغناطیسی با بسامد بالا را از میان یک برگۀ نازک فلزی عبور می دهیم، مشاهده می کنیم که هر یک از فوتون های این تابش ناپدید می شوند و یک الکترون e- و یک پوزیترون e+تولید می شوند. یعنی photon→e
-+ e
+ . این فرایند را را تولید زوج نامیده اند. اندرسون یک برگۀ سربی را در مقابل تابش پرتوهای کیهانی خارج از جوّ که شامل پرتوهای پرانرژی هستند، قرار داد و این پدیده را مشاهده کرد.
فرایند عکس این تولید زوج را نابودی جفت می نامند. برای مثال وقتی که الکترون و پوزیترون برخورد کنند، ناپدید شده و تابش الکترومغناطیسی تولید می شود. یعنی e
-+ e
+ → photon . این فراین بیانگر این است که چرا پوزیترون ها در طبیعت زیاد عمر نمی کنند. وقتی در فرایند تولید زوج، یک پوزیترون به وجود می آید، هنگام عبور از ماده مقداری از انرژی خود را از دست می دهد و بالاخره با یک الکترون، نابود می شود. در برخور یک الکترون با یک پوزیترون، اتمی هیدروژن مانند تولید می شود که میانگین عمر آن حدود است و پوزیترونیوم نامیده می شود. پوزیترونیوم مشایه اتم هیدروژنی است که در آن پوزیترون به جای پروتون قرار گرفته است.
فرایند تولید زوج نتیجۀ معادلۀ جرم انرژی اینشتین، یعنی E=mc2 است که بیانگر تبدیل انرژی به جرم و برعکس است. به همین ترتیب نابودی زوج نیز نتیجۀ تبدیل جرم به انرژی است.
امتیاز: 0.00
وزارت آموزش و پرورش > سازمان پژوهش و برنامه‌ريزی آموزشی
شبکه ملی مدارس ایران رشد
ارسال ها: 2228
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!