1. Momento inicial:
* El impulso inicial del sistema es transportado por el fotón entrante. El momento de un fotón viene dado por p =e/c , donde E es su energía y C es la velocidad de la luz.
2. Momento final:
* El momento final es transportado por el electrón y el positrón. Ambas partículas tienen un impulso dado por P =MV , donde M es su masa y V es su velocidad.
3. Conservación del impulso:
* El momento total antes de la interacción (impulso del fotón) debe ser igual al momento total después de la interacción (impulso de electrones y positrones).
Consideraciones importantes:
* Energía y masa: La energía del fotón se convierte en la energía de masa del electrón y el positrón. La energía del fotón debe ser al menos igual a la energía de masa de descanso del par de electrones-postrones (1.022 MeV) para que ocurra la producción de pares.
* Dirección: El electrón y el positrón se crean con momentos opuestos. Esto es necesario para garantizar que la suma vectorial de su momento sea igual al impulso inicial del fotón.
* El papel del núcleo: El núcleo está involucrado porque proporciona un campo electromagnético fuerte para mediar la interacción. Absorbe algo de impulso del fotón para garantizar que se conserve el impulso general. Sin embargo, el núcleo es mucho más pesado que el electrón y el positrón, por lo que su impulso de retroceso es insignificante.
En resumen:
La producción de pares es un hermoso ejemplo de las leyes de conservación fundamentales de la física. La conservación del momento, junto con la conservación de la energía y la conservación de la carga, asegura que el proceso ocurra de una manera que sea consistente con nuestra comprensión del universo.
