Paarbildung aus reinen Photonen
 

Hallo,

ich hätte eine Frage, die mich als laien (ich hoffe das ist kein Problem :confused: ) brennend interessiert. Ist es möglich aus Photonen Teilchen / Antiteilchen Paare wie Elektron / Positron Paare zu erzeugen? Also aus REINEN Photonen (kollision 2er Photonen). Bisher finde ich nur Informationen über Wechselwirkungen zwischen Photonen und Elektronen bzw. Protonen, etc...
Aber klappt das auch, wenn ich 2 Photonen mit ausreichener Energie im Vakuum kollidieren lasse? Können Photonen so miteinander in wechselwirkung treten, dass es zur Paarbildung kommt?
Gibt es da experimentelle Belege dazu?
Leider finde ich recht wenig zu dem Thema im Netz. Nur über den klassischen Fall: Proton trifft auf Elektron / Atomkern. Aber nirgends finde ich Infos darüber, was passiert wenn sich 2 Photonen mit ausreichender Energie begegnen...

Könnt ihr mir weiterhelfen? Gibt es da Experimente?

AW: Paarbildung aus reinen Photonen
 

Willkommen im Forum, CineX!

Ja. Das ist möglich, und wurde bereits 1997 realisiert:

Materie aus Licht

"Google-Tipp": 'materie aus licht'

Gruß, Johann

AW: Paarbildung aus reinen Photonen
 

Hallo,

vielen Dank für den Link. Das ist ja interessant. Also gibt es durchaus experimente, die das belegen.

AW: Paarbildung aus reinen Photonen
 

Hallo CineX,

soweit mir bekannt ist/ich es verstanden habe, bestand nach dem Standardmodell der Kosmologie (auch Urknallmodell eigeschlossen) unser Universum (sehr) kurz "nach Beginn" aus einem einzigen "Strahlenmeer", irgendwie muss hieraus ja nun die uns bekannte Materie enstanden sein. Vielleicht ist es ganz nützlich, diesen Punkt dabei mitzubetrachten.

Grüße, AMC

P.S. Das alles sollte einen nicht zur vereinfachten Aussage treiben: "Wir bestehen alle nur aus Licht" - Das würde der Sache wohl nicht ganz gerecht werden ;)

AW: Paarbildung aus reinen Photonen
 

Hi CineX,

dieser Mechanismus führt dazu, dass besonders energiereiche Photonengase "auskondensieren" und deswegen an Druck verlieren, mit bemerkenswerten Folgen. Er wird auch bei Quasaren vermutet, wo ein Teil der entstehenden Strahlung nicht entweicht, sondern umgewandelt wird.

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@amc

Ja du hast recht. Immerhin sind wir ja nachweislich da, also muss etwas zu unserer Entstehung geführt haben :)

Gibts denn da (abgesehen von den Experiment im o.g. Artikel) auch spezielle kollisionsexperimente die nur mit Photonen arbeiten? Quasi Photon-Photon collider ;-)
Irgendwie finde ich deutlich mehr zu dem Thema, wenn ich auf englischsprachigen Seiten surfe. :o

AW: Paarbildung aus reinen Photonen
 

Für höchstenergetische Teilchen bleibt uns das kosmische Labor, das auch mit Photonen "arbeitet", wie in diesem Artikel beschrieben:
Nicht erwähnt ist hier, daß für diese Reaktion ein Coulombfeld Voraussetzung ist, wie Hawkwind mal erläutert hat. Bitte korrigier' mich Hawkwind, falls mich mein Gedächtnis trügt.

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Für den erwähnten Prozess ist tatsächlich kein Coulombfeld nötig, Timm. Es gibt ja 2 reelle Photonen, die aneinander streuen.

Du verwechselst das wahrscheinlich mit Paarerzeugung im Feld eines Kerns, wo ein einkommendes Photon mit einem virtuellen Photon des elektrostatischen Kernfeldes wechselwirkt und dabei ein Paar erzeugt, z.B.

http://iopscience.iop.org/1367-2630/...3054/fulltext/

Der Grund ist, dass der Zerfall eines einzelnen Photons in ein reelles Paar kinematisch verboten ist - selbst dann, wenn das Photon hinreichend Energie hätte (verboten wegen kombinierter Energie-/Impulserhaltung). Man braucht immer ein 2. Photon oder ein Feld, mit dem Energie & Impuls ausgetauscht werden kann.

Gruß,
Uli

AW: Paarbildung aus reinen Photonen
 

Dann können 2 Photonen quasi miteinander wechselwirken, oder?
Gibt es denn da experimente dazu?

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Hallo CineX!

Wenn du Experimente meinst, in denen tatsächlich 2 und nur 2 Photone vorkommen, dann wird es diese nicht gegeben haben, da, ob es zwischen den Photonen tatsächlich zu einer Wechselwirkung kommt, auch eine Frage der Wahrscheinlichkeit ist. D.h. - du kannst 1000 Paare "kollidieren" lassen und es passiert gar nichts, und beim 1001 passiert etwas. Dann muss der Experimentator es auch merken, dass etwas passiert ist, was auch nicht selbstverständlich ist. Es wäre also ziemlich aufwendig immer nur 2 Photone kollidieren zu lassen.


Gruß, Johann