Springen naar inhoud

raadseltje


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Bruce

    Bruce


  • >100 berichten
  • 200 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 mei 2006 - 10:37

Een vraag uit een toelatingstest voor theoretische natuurkunde. Leek mij wel een leuk raadseltje voor de theoretisch- en deeltjes-fysica-geinteresseerden hier:

Which of the following reasons explains why a single photon cannot decay to an electron and a positron in free space?
(A) Linear momentum and energy are not both conserved
(B) Linear momentum and angular momentum are not both conserved
© Angular momentum and parity are not both conserved
(D) Parity and strangeness are not both conserved
(E) Charge and lepton number are not both conserved.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Antoon

    Antoon


  • >1k berichten
  • 1750 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 mei 2006 - 21:03

Een foton kan toch wel een electron en positron paar produceren?

Als een electron en een positron paar met elkaar botsen ontstaat er een foton.
Het omgekeerde kan dus ook gebeuren. uit een foton ontstaat een electron en positron.

maar als de mensen van de theoretische natuurkunde het zeggen leg ik me daar maar bij neer.

A, D en E lijken me onzin.

Energie kan best behouden blijven. (gewoon een erg hoog energetisch foton)
vreemdheid heeft er niets mee te maken.
en lading blijft ook behouden.

het lineaire moment kan volgens mij ook gewoon behouden blijven,samen met de energie gaat dat toch?.

dus dan rest C nog.

want een electron en een positron heffen erlkaars pariteit zeker op.
en een foton zal wel positeive pariteit hebben dan. maar waarom "angular momentum" niet behouden zou blijven dan wil ik graag weten.

#3

Bruce

    Bruce


  • >100 berichten
  • 200 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 mei 2006 - 15:38

Sorry, maar C is het niet. Het angular momentum is behouden. Foton: Spin 1, Electron: Spin 1/2, Positron: Spin 1/2.
Pariteit is ook behouden: P|e->|e+> = (+1)(-1)= -1, P|foton> = -1.

Dan blijft er niet zoveel over: D en B zijn dus ook niet goed. Het is dus kiezen uit A en E.

De verklaring van het antwoord vindt je mbv de speciale relativiteitstheorie.

Je hoeft zelfs eigenlijk niks te weten van Strangeness of Pariteit om toch het goede antwoord te vinden. De toets was geschikt voor het niveau van natuurkunde Bachelor studenten.

#4

Antoon

    Antoon


  • >1k berichten
  • 1750 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 mei 2006 - 17:16

ja, dan moet A het zijn.
of ga ik nu weer me mist in?

maar ik ga hier dood voor een uitleg. wat klopt er niet aan mijn "cross symetry" verklaring?

#5

Bruce

    Bruce


  • >100 berichten
  • 200 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 mei 2006 - 17:53

Dood gaan is niet nodig. Het is inderdaad A.

Impuls en energie worden geschonden bij dit proces. Dat kan je zien als we in het p=0 stelsel gaan zitten. Ook in dat stelsel moet energie en impuls natuurlijk behouden blijven. Het foton is dan een massaloos stilstaand deeltje. Daaruit kan niet opeens massa worden gecreeerd.
Het process andersom bekeken, vind ik het nog duidelijker: Als we naar het electron-positron paar kijken weer in het p=0 stelsel. Daaruit zou dan een foton moeten ontstaan. Maar een foton heeft altijd energie die (aangezien hij geen massa heeft) gelijk is (op de factor c na) aan de impuls. Dus E/c=p=0 Dat kan niet voor het foton. Energie en impuls worden geschonden.

#6

Antoon

    Antoon


  • >1k berichten
  • 1750 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 mei 2006 - 22:50

Ik heb meerdere malen gehoord dat het stelsel van een foton (zodat p=0) een ongeldis stelsel is.

Verder als ik je tweede voorbeeld goed begrijp wil je in het p=0 stelsel gaan zitten van een electron en positron die opelkaar afstormen, dat is toch onmogelijk?

Hoe kan er dan een foton ontstaan uit een electron en een positron die op elkaar botsen. en kan het omgekeerde niet?

#7

Bruce

    Bruce


  • >100 berichten
  • 200 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 22 mei 2006 - 14:53

Ik heb meerdere malen gehoord dat het stelsel van een foton (zodat p=0) een ongeldis stelsel is.


Met welke argumenten?

Verder als ik je tweede voorbeeld goed begrijp wil je in het p=0 stelsel gaan zitten van een electron en positron die opelkaar afstormen, dat is toch onmogelijk?


Stel jij staat stil en van links komt er een elektron op je af met snelheid |v|, en van rechts komt er een positron op je af met snelheid |v|. Dan zit je in het p=0 stelsel van het leptonpaar.

Hoe kan er dan een foton ontstaan uit een electron en een positron die op elkaar botsen. en kan het omgekeerde niet?


Er kan dus niet een enkel foton ontstaan, dan worden p en E geschonden. De reacties e-e+ -> 2fotonen of e-e+ ->meer fotonen kunnen wel.

Waar je het misschien mee in de war bent is dat er wel virtuele fotonen geproduceerd kunnen worden uit een leptonpaar. Maar dan wordt de energie heel eventjes "geleend" van het vacuum. Dat is iets anders.

#8

Antoon

    Antoon


  • >1k berichten
  • 1750 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 22 mei 2006 - 18:46

Met welke agumenten


Omdat een foton een waarnemer altijd met c voorbij raast.

maar ik snap nu wel dat het niet kan. dat het geen geldig stelsel is is slechts een bij zaak, want invers is het niet mogelijk dat is duidelijk.

#9

Bruce

    Bruce


  • >100 berichten
  • 200 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 23 mei 2006 - 11:55

[quote="Antoon"][quote=Bruce]Met welke agumenten[/quote]

Omdat een foton een waarnemer altijd met c voorbij raast.

Mmm ja, daar zit wel wat in ja. Ik dacht eigenlijk dat je wel in het stelsel van dat ene foton kan zitten. Andere fotonen (in andere stelsels) gaan dan natuurlijk nog steeds met c. Ga ik even checken in een boek.

#10

Jekke

    Jekke


  • >250 berichten
  • 997 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 23 mei 2006 - 16:26

Een foton kan toch wel een electron en positron paar produceren?

ja, maar niet uit zichzelf, het moet daarbij bvb botsen met een atoomkern, dat is wat je ziet op bvb de volgende foto
Geplaatste afbeelding





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures