Paarbildung

Sehr geehrte Community,
ich habe gerade nochmal etwas zur Paarbildung im Zusammenhang von Wechselwirkung von Photonen mit Materie. Es wird immer angegeben, dass die Minimalenergie dafür 1,022 MeV sind, was mir prinzipiell durchaus verständlich ist. Die Frage, die sich mir nun stellt ist folgende: Wieso bilden sich keine Neutrino-Anti-Neutrino-Paare bei entsprechend niedrigeren Energien? Denn das scheint ja nicht zu geschehen. Aufgrund welcher Tatsache ist dieser Vorgang nicht beobachtbar?

MfG, Matzebombaa

Hallo!
Es ist für mich klar: Die Photonen stehen in Wechselwirkung (auch) mit den Lebewesen (z.B. Menschen).
Wäre es nicht so, wären die Lebewesen (Menschen) längst ausgestorben.
MfG

Werte/r heima,
Ich bin mir nicht ganz sicher ob du meine Frage in ihrer Gänze verstanden hast, danke dir aber trotzdem dafür, dass du deinen Gedanken mit mir geteilt hast.

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Hallo,

Die Paarproduktion von Photonen ist eine elektromagentische Interaktion. Sie geschieht daher ja auch im elektromagnetischen Feld eines Materieteilchens.

Neutrinos interagieren aber ausschließlich schwach. Und für die schwache WW sind die Vektorbosonen W+, W-und Z0 zuständig.

Die Paarproduktion Z0 → ν + anti-ν existiert durchaus. In Kollisisionsexpermenten wäre sie aber nicht nachweisbar. Sie spielt aber in Supernova-Prozessen eine bedeutende Rolle.

Gruß
Metapher

Liebe Metapher,
vielen Dank für deine Antwort. Ich scheine mich etwas unverständlich ausgedrückt zu haben. Ich sprach bei den 1,022 MeV von der Paarbildung eines Elektronen-Positronen-Paares ohne es zu erwähnen. Es ging mir mehr darum warum das der „Grenzfall“ ist, bzw. warum scheinbar unterhalb dieser Energie keine derartigen Prozesse stattfinden.

Mfg, Matzebombaa

Hallo,

keine Sorge, das war nicht mißverständlich. In der Physik meint man mit „Paarproduktion“ - wenn nichts anderes ausdrücklich erwähnt wird - immer
γ → e+ e-
und dazu gehört eben die von dir genannte Minimalenergie.

Eine tieferenergetische Paarproduktion gibt es nicht, weil das Elektron das leichteste geladene Fermion ist. Deshalb ist das Elektron ja „stabil“ (d.h. es hat unbegrenzte Lebensdauer), weil es nicht in leichtere Fermionen zerfallen kann, denn es gibt keine. In der Fachsprache: Es gibt keinen möglichen „Zerfallskanal“.

Daß Neutrinos - die einzigen leichteren, aber ungeladenen Fermionen - nicht in Frage kommen, liegt eben, wie erwähnt, daran, daß sie nur der sog. Schwachen Wechselwirkung unterliegen. Daher braucht es für deren Paarproduktion eben nicht ein γ, sondern ein Zo, also das Vektorboson, das die Schwache WW vermittelt.

Das Z-Boson zerfällt übrigens von allein (neben 20 anderen Möglichkeiten) im Kanal Zo → e+ e- oder in ein νe-, νμ- oder ντ-Neutrinopaar (letzere sind nicht direkt beobachtbar), hat eine Masse ca. 91 GeV und eine Lebensdauer von ca. 10-25 sec, entsprechend der extrem kurzen Reichweite der Schwachen WW) Es spielt eine Hauptrolle beim Deuteriumzerfall.

Gruß
Metapher

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Sehr geehrte Metapher,
ich bedanke mich erneut für die Antwort und die mitgebrachte Geduld. Wäre es möglich bei Vakuumfluktuationen eine solche Paarbildung zu beobachten? Das hat jetzt nicht mehr so wahnsinnig viel mit der Ausgangsfrage zu tun, aber ich hoffe es sei mir verziehen.

Mit höchstem Respekt, Matzebombaa

Hallo,

Vakuumfluktuationen sind per def. nicht beobachtbar.

Gruß

Liebe Metapher,
ich habe mich äußerst unglücklich ausgedrückt, Natürlich sind das virtuelle Vorgänge. Was ich meinte war, ob es vorstellbar wäre, dass im Rahmen einer Vakuumfluktuation so eine Paarbildung möglich wäre. Nach deinem letzten Kommentar hab ich es tatsächlich geschafft den Fuß vom Schlauch zu nehmen und zu verstehen was das Problem war, dafür vielen Dank und einen angenehmen Restsonntag wünscht,

Matzebombaa