Vorming en annihilatie van deeltjes

[Camiel Wijffels]

Een drietal vragen
1. Vormen zich alleen maar elementaire deeltjes? Of ook samengestelde deeltjes (protonen, neutronen etc)?
2. Kan zich een elementair deeltje vormen *in* een ander elementair deeltje? Wat gebeurt er dan? Of is dat onbekend?
3. Volgens lemma [http://nl.wikipedia.org/wiki/Antimaterie] komt bij de annihilatie van deeltje-antideeltje veel energie vrij? Is dat inderdaad zo? Zoja, dan is er toch ook veel energie nodig om het deeltje-antideeltje paar te vormen?
4. Zijn de elementaire deeltjes in feite tijd-loos?
(en ja, het zijn vier vragen)

[descheleschilder]

1) In principe kunnen deeltje-antideeltjes paren zich vormen totdat de energie die bij de deeltjes hoort (hun rustmassa) zo groot is dat deze de Plankmassa overschrijdt (en de tijd waarin dit gebeurt kleiner is dan de Planktijd. Hoe hoger de rustmassa van de deeltjes, des te kleiner de kans (dat zich bijvoorbeeld een enzym-antiënzym vormt).
2) Ik weet niet zeker wat je bedoelt, maar in een virtueel, kort bestaand deeltje (als deel van een deeltje antideeltje paar of omgekeerd) kunnen zich, als de energie hoog genoeg is, weer een uit dat deeltje voortkomend deeltje antideeltje paar vormen.
3) Ja, dat is inderdaad zo (E=mc²). Het omgekeerde geldt ook.
4) Volgens mij wel. Ze hebben geen inwendige klok waaraan je kunt zien hoe oud ze zijn.

[Camiel Wijffels]

Het gaat er bij mij nog niet in dat het vormen van een deeltje-antideeltje paar energie kost (die weer vrijkomt bij annihilatie) Waar komt die energie dan vandaan? Wordt die uit het vacuum "opgezogen", tot er genoeg is om het paar te vormen?

[Denkertje70]

Het gaat er bij mij nog niet in dat het vormen van een deeltje-antideeltje paar energie kost (die weer vrijkomt bij annihilatie) Waar komt die energie dan vandaan? Wordt die uit het vacuum "opgezogen", tot er genoeg is om het paar te vormen?

 
Inderdaad, de energie die nodig is om nieuwe deeltjes te vormen komt vanuit het vacuum, het vacuum die bestaat uit kwantumfluctuatie (vorm van heel lage energie). Het kost dus ook energie om vanuit die kwantumfluctuatie deeltjes (energie) te maken, als er niet voldoende energie 'gebruikt' wordt zijn deze deeltjes (energie) vrij onstabiel en verdwijnen ze nogal vrij snel door annihilatie.
 
HV

[descheleschilder]

De vorming van deeltjesparen is het gevolg van (een van de twee equivalente onzekerheidsrelaties van Heisenberg:
(Delta)Ex(Delta)t is groter of gelijk aan h/2pi (E ie de energie, t is de tijd, x het product). Bekijk je een heel klein tijdsinterval dan is de onzekerheid in de energie heel groot, totdat het tijdsinterval zó klein is dat de onzekerheid in de energie zo groot dat er een voldoende energie is om bijvoorbeeld een elektron-positron paar voor deze korte tij te doen ontstaan (het zijn virtuele deeltjes, hetgeen wil zeggen dat de energie en de in puls onafhankelijke grootheden zij; de deeltjes liggen niet op hun massaschaal).