АННИГИЛЯЦИЯ

АННИГИЛЯЦИЯ (латинский annihilatio — исчезновение, уничтожение) — процесс превращения пар частица — античастица в кванты электромагнитного поля или других физических полей. Возможность существования античастиц и их аннигиляции с соответствующими частицами была предсказана в 1930 году английским физиком Дираком (Р. А. М. Dirac) на основе созданной им теории электрона. В 1933 году И. и Ф. Жолио-Кюри обнаружили в камере Вильсона, помещенной в магнитном поле, образование гамма-квантами электронно-позитронных пар (см. Гамма-излучение) и обратный процесс аннигиляции пар позитрон е+ и электрон е- в два гамма-кванта. Явление аннигиляции и обратный процесс образования пар впервые показали полную взаимопревращаемость частиц и квантов полей друг в друга. Наиболее полно изучен процесс аннигиляции пар позитрон — электрон. Свободный позитрон е⁺ может существовать без взаимодействия неограниченное время, но при взаимодействии со средой и торможении сильно возрастает вероятность его аннигиляции с электроном е- среды. При этом позитрон объединяется с ближайшим электроном среды и вместо пары частиц е- и е+ возникают, как правило, два гамма-кванта с энергиями по 0,51 Мэв (энергия покоящихся частиц е^- и е⁺ равна 1,02 Мэв), разлетающиеся в противоположных направлениях. Случаи аннигиляции пар позитрон — электрон с образованием большего числа квантов маловероятны. Процесс аннигиляции частиц е- и е+ всегда наблюдается при взаимодействии с веществом гамма-квантов с энергией более 1,02 Мэв, так как при этом образуются пары электрон и позитрон. Вследствие их аннигиляции возникает аннигиляционное излучение.

После открытия антипротона и антинейтрона также наблюдали процесс их аннигиляцией с протоном и нейтроном с образованием, как правило, четырех-пяти пимезонов — квантов ядерного поля (см. Ядро атомное). Вследствие аннигиляции все античастицы существуют очень короткие промежутки времени, поэтому их очень трудно исследовать. Процессы аннигиляции и образования пар необходимо принимать во внимание при решении вопросов защиты низкофоновых радиометрических установок, а также для расчета доз и оценки воздействия гамма-излучения большой энергии на живые организмы.

Ю. М. Штуккенберг.