Анігіляцыя

Анігіля́цыя(ад лацінскага annihilatio — знішчэнне) — працэс узаемадзення элементарнае часціцы з антычасціцай, у выніку якога яны пераўтвараюцца ў іншыя часціцы. Тыповы і добра вядомы прыклад — анігіляцыя электронна-пазітронных (e^- — e⁺) пар за кошт электрамагнітнага ўзаемадзеяння, якія, ў залежнасці ад арыентацыі спінаў, пры гэтым пераўтвараюцца ў 2 ці 3 фатоны. Тэрмін «анігіляцыя», які ўзнік гістарычна — недакладны, анігіляцыя — не знішчэнне матэрыі, а пераход яе ў іншую форму, які адбываецца ў адпаведнасці з законамі захавання. Паводле закону захавання электрычнага зараду прадуктамі анігіляцыі могуць быць толькі часціцы, сумарны зарад якіх роўны нулю. Закон захавання энергіі-імпульсу не дазваляе пераўтварацца свабоднай e^- — e⁺ пары ў адзін фатон. Гэтыя правілы справядлівыя таксама для адваротнага працэсу нараджэння e^- — e⁺-пары свабоднымі фатонамі. Анігіляцыя — гэта толькі адзін з магчымых раўнапраўных працэсаў узаемадзеянняў (каналаў рэакцыі) элементарнае часціцы з антычасціцай. Напрыклад пры ўзаемадзеянні электрона і пазітрона, акрамя анігіляцыі, магчымы таксама пругкае і няпругкае рассейванне і інш. працэсы. Пара e^- — e⁺ можа ўтвараць недаўгавечную звязаную сістэму — пазітроній, падобны да атама вадароду, у якім месца пратона займае пазітрон. Анігіляцыя e^- — e⁺ можа ісці за кошт слабага ўзаемадзеяння элементарных часціц (напр. пераўтварэнне e^- — e⁺ у пару нейтрына-антынейтрына), за кошт электраслабага ўзаемадзеяння (пераўтварэнне e^- — e⁺ пары ў мюонную μ^- — μ⁺-пару), і г. д. уключаючы моцнае ўзаемадзеянне. Пасля таго, як з дапамогай магутных паскаральнікаў пратонаў былі атрыманы ў дастатковай колькасці антыпратоны, пачалося інтэнсіўнае вывучэнне анігіляцыі нуклон-антынуклонаў. Гэты працэс ідзе галоўным чынам за кошт моцнага ўзаемадзеяння і прыводзіць да ўтварэння π-, K-мезонаў, Λ-, Σ-, Ξ-гіперонаў, іх антычасціц і іншых адронаў. Пры гэтым утвараюцца шматлікія і разнастайныя рэзанансы. Тэарэтычнае вывучэнне анігіляцыі з высокай дакладнасцю і ў адпаведнасці з эксперыментам праведзена толькі для электра-магнітных працэсаў на падставе квантавай электрадынамікі. Пры тэарэтычным разглядзе працэсаў анігіляцыі, выкліканых моцным узаемадзеяннем, звычайна карыстаюцца толькі прыблізнымі ацэнкамі, атрыманнымі на падставе мадэльных уяўленняў і фенаменалагічных суадносін.

Дыяграма Фейнмана анігіляцыі электрона з пазітронам у віртуальны фатон, які потым распадаецца зноў на электрон і пазітрон.