Hol végeznek olyan kísérleteket hogy mi történik akkor ha egy részecske és annak antirészecskéje találkozik? (nem csak a bum meg figyelése hanem hogy milyen anyagok keletkeznek utána)

Az ismert világ anyagból van. Az univerzumban a legtöbb stabil antianyag a CERN-ben van, illetve ha léteznek hozzánk hasonló technikai civilizációk, akkor náluk. Az antianyagot elő kell állítani, ami nem egyszerű feladat.

> Ezeknek a kísérleteknek van valamilyen megnevezése?

Nem tudom mire gondolsz. A jelenséget szép idegen szóval annihilációnak hívják, amit talán megsemmisülésnek lehetne fordítani.

> hanem hogy milyen anyagok keletkeznek utána

Foton keletkezik semmi más. Egy részecske és antirészecske találkozása során mindkét részecske megsemmisül. A tömegüknek megfelelő energiájú – E=m*c^2 – fotonok keletkeznek.

> Fotonokból hogyan lesz anyag?

Egyrészt ehhez tisztázni kellene, hogy mit jelent az, hogy „anyag”. Ez klasszikus fizikában relatíve egyszerű kérdés, van anyag és van mező.

A foton azért bajos egy kicsit, mert pont egy kölcsönhatás közvetítő részecskéje. Mint ahogy minden elemi részecske, ez is kettős természetű. Tehát ebből a szempontból anyag. Viszont van olyan speciális tulajdonsága, ami miatt kilóg egy kicsit a sorból. Pl. nincs nyugalmi tömege.

A „fotonból hogyan lesz anyag?” kérdést egyelőre így nem tudom értelmezni.

Ha jól látom nem igazán ismered a kvantummechanikát. (Én sem túl mélyen amúgy.) Egészen máshogy működik, mint amit mi hétköznap a makrovilágban megtapasztalunk. Maximum analógiákat tudunk hozni, de általában ezek kettősek, tehát két teljesen eltérő analógia írja le a tényleges állapotot. A fonton részecske természetű is, és hullám természetű is egyben. Nem az van, hogy hol ilyen, hol olyan, hanem egyszerre a kettő. Ott a kétrés kísérlet, amit elképzelni nem lehet, maximum megérteni valamennyire, számolni vele, elfogadni, hogy ez így működik.

Mindenesetre a hétköznapi életben ritkán találkozunk olyannal, hogy egy alma és egy krumpli összeütközik, és két paradicsom lesz belőle. Egy másik szemléltetés talán jobban megvilágítja a dolgot. Ha két derékszögű, egyenlő oldalú háromszög találkozik, akkor azok egyesülnek egy négyzetté. Vagy lehet, hogy egyesülnek egy egyenlő oldalú háromszöggé. Vannak bizonyos összefüggések, amelyek fennállnak a kiinduló és végállapot között, pl. a szögek számának alakulása, stb…

Ugyanez van az anyag és antianyag találkozása esetén is. A különböző tulajdonságaik összegződnek, ezek megmaradnak. Pl. egy pozitron és egy elektron esetén az együttes töltésünk semleges, tehát semlegesnek kell lennie a végállapotnak. A két ütköző részecskét rendszerben elképzelve nincs lendülete. A tömegközéppontjukhoz viszonyítva nincs lendület. Viszont a fotonnak van lendülete, így minimálisan két fotonnak kell keletkeznie az annihiláció során. Az elektronnak és a pozitronnak is van tömege. A fotonnak ugyan nincs nyugalmi tömege, viszont fotonként van energiája E=hν. Tehát az energiamérlege is megvan a folyamatnak.

Egy pozitron és egy elektron találkozásából két foton keletkezik. Ez nem függ semmitől, ez minden esetben így van.