Positron Positron Kollision

[EMI]

Zitat von CineX

Gibt oder gab es Positron Positron Kollisionsexperimente? Was passiert bei der Kollision von zwei Positronen?

Sicherlich gab es die CineX,

müsste man mal zu recherchieren.
Im Ergebnis ergibt sich das Gleiche wie zwischen Kollisionen von Elektronen untereinander nur mit entgegengesetzten additiven Quantenzahlen.

Seit Ende der 70ziger gibt es Experimente (DESY, SLAC und andere) mit Elektron Positron Kollisionen.
Positronen zu speichern ist keine Hexerei.

Ergebnisse dieser Experimente:

e+ + e- -> µ+ + µ-
e+ + e- -> T+ + T-
e+ + e- -> Photon -> Hadronen
e+ + e- -> Quark + Antiquark -> Hadronen

Diese Experimente bestätigten glänzend das Quarkmodell und die QED, was deren Motivation war.
Für mich war das damals Motivation über den Grund nachzudenken.

Gruß EMI

[Marco Polo]

Zitat von EMI

Sicherlich gab es die CineX,

müsste man mal zu recherchieren.
Im Ergebnis ergibt sich das Gleiche wie zwischen Kollisionen von Elektronen untereinander nur mit entgegengesetzten additiven Quantenzahlen.

Seit Ende der 70ziger gibt es Experimente (DESY, SLAC und andere) mit Elektron Positron Kollisionen.
Positronen zu speichern ist keine Hexerei.

Ergebnisse dieser Experimente:

e+ + e- -> µ+ + µ-
e+ + e- -> T+ + T-
e+ + e- -> Photon -> Hadronen
e+ + e- -> Quark + Antiquark -> Hadronen

Diese Experimente bestätigten glänzend das Quarkmodell und die QED, was deren Motivation war.
Für mich war das damals Motivation über den Grund nachzudenken.

Es hat also deiner Meinung nach bereits Positron-Positron Kollisisionsexperimente gegeben, EMI?

Das wage ich zu bezweifeln. Ist natürlich nur eine Mutmaßung meinerseits.

Grüsse, Marco Polo

[EMI]

Zitat von Marco Polo

Es hat also deiner Meinung nach bereits Positron-Positron Kollisisionsexperimente gegeben, EMI?

Ist wüsste keinen Grund warum nicht Marco,

es sei denn es gab keine Motivation dazu, da die Ergebnisse theoretisch auf der Hand lagen. Desshalb auch meine Anmerkung, man müsste dazu mal recherchieren.

Gruß EMI

[Hawkwind]

Zitat von Marco Polo

Es hat also deiner Meinung nach bereits Positron-Positron Kollisisionsexperimente gegeben, EMI?

Das wage ich zu bezweifeln. Ist natürlich nur eine Mutmaßung meinerseits.

Grüsse, Marco Polo

... nicht, dass ich wüsste.
Es gab viele Jahre lang den Elektron-Positron-Collider in Hamburg (DESY). Von Positron-Positron-Kollisionen bei vergleichbaren Energien kann man im Vergleich dazu nicht viel neues erwarten; im Gegenteil, man hat eine größere Vielfalt von Feynmandiagrammen bei Elektron-Positron-Experimenten; dort haben wir ja schon in niedrigster Ordnung ein Vernichtungs- und ein Streudiagramm, bei Positron-Positron nur ein Streudiagramm.

Von den Energien her wären solche Maschinen heute gegen LHC z.B. eh nicht mehr konkurrenzfähig.

[CineX]

Was würde denn theoretisch passieren? Also ich lasse beispielsweise Positronen bei hohen Energien kollidieren. Können diese beispielssweise nur Antiprotonen generieren oder entsteht hier wiederrum ein Teilchen / Antiteilchen Paar?

[Hawkwind]

Zitat von CineX

Was würde denn theoretisch passieren? Also ich lasse beispielsweise Positronen bei hohen Energien kollidieren. Können diese beispielssweise nur Antiprotonen generieren oder entsteht hier wiederrum ein Teilchen / Antiteilchen Paar?

Bei sehr hohen Energien kann da alles mögliche passieren: ganze Jets von schweren Teilchen, die in verschiedene Richtungen auseinaderfliegen und sukzessive wieder zerfallen bis nur stabile Teilchen übrig bleiben. Dabei wird natürlich die Ladung erhalten: Summa summarum ist die Ladung der Zerfallsprodukte also immer +2. Ebenso bleiben die anderen diversen Mareriequantenzahlen erhalten (Leptonenzahl=-2 weil Antileptonen, Baryonenzahl=0),

[EMI]

Zitat von CineX

Was würde denn theoretisch passieren? Also ich lasse beispielsweise Positronen bei hohen Energien kollidieren. Können diese beispielsweise nur Antiprotonen generieren oder entsteht hier wiederrum ein Teilchen / Antiteilchen Paar?

Elektronen tragen die Leptonenquantenzahl L=1, die Baryonenzahl B=0, die el.Ladung Q=-1 und Spin s=1/2
Positronen L=-1, B=0, Q=1 und s=1/2

Wenn zwei Elektronen kollidieren ist die Summe L=2, B=0 und Q=-2, das muss dann genau so wieder rauskommen:

(L=2, B=0, Q=-2) -> 2 Leptonen mit je einer el.Ladung von Q=-1

Bei hohen Energien:

(L=2, B=0, Q=-2) -> (2 Leptonen mit je einer el.Ladung von Q=-1) + (Leptonen/Antileptonenpaare) + (Hadronen/Antihadronenpaare)

Der Spin ist auf der linken Seite 0 oder 1, das muss in Summe auch auf der rechten Seite so sein.



Wenn zwei Positronen kollidieren ist die Summe L=-2, B=0 und Q=2, das muss dann genau so wieder rauskommen:

(L=-2, B=0, Q=2) -> 2 Antileptonen mit je einer el.Ladung von Q=1

Bei hohen Energien:

(L=-2, B=0, Q=2) -> (2 Antileptonen mit je einer el.Ladung von Q=1) + (Leptonen/Antileptonenpaare) + (Hadronen/Antihadronenpaare)

Der Spin ist auf der linken Seite 0 oder 1, das muss in Summe auch auf der rechten Seite so sein.

Gruß EMI

[CineX]

Aha, jetzt wird das verständlicher, danke euch

[TOOM]

hallo, bin neu hier, seid bitte umsichtig ^^ ich grabe diesen thread einfach mal aus weil ich mir dieselbe frage stelle

@EMI

ich wüsste auch nicht das sowas je versucht wurde und frage mich auch warum man das nie versucht hat, die frage die sich mir stellt ist nämlich wenn man elektronen mit elektronen mit sehr hoher geschwindigkeit zur kollision zwingt, was sollte da passieren?

wie hier ja schon richtig gesagt wurde zerstrahlen elektronen mit ihren antiteilchen den positronen, je höher die kollisionsenergie oder geschwindigkeit der einzelnen teilchen, je mehr energie steht bei der annihilation zur verfügung um teilchen-/antiteilchenpaare zu bilden.

zwei elektronen können aber nicht miteinander annihilieren. :O

bei der kollision von protonen mit protonen werden diese zertrümmert, da sie ja als hadronen aus quarks zusammengesetzte teilchen sind.

zwei elektronen können aber nicht zertrümmert werden. :O

sie dürfen ja als fermionen mit halbzahligen spin nicht mal denselben ort zur selben zeit einnehmen. (pauli-prinzip?)

ich bin ja selbst nur laie, aber wenn uns das universum etwas gezeigt hat, dann das im grunde alles nachgibt, wenn einem nur genügend energie zur verfügung steht. ^^

eine betonwand kann ich nicht einreißen, mit einer abrissbirne schon, elektronen kann man schlecht in den atomkern drücken, ist die masse eines objektes aber groß genug, ist irgendwann der eigene 'gravitationsdruck' so groß das dies geschieht. (neutronenstern)

nun will ich ja gar nicht behaupten das elektronen nicht elementar seien, ich denke schon das sie das sind, aber wenn die energie hoch genug ist muss doch sicher irgendwann eine gewisse grenze überschritten werden und ja.. was dann? ^^'

vllcht ist es ja doch so wie du vermutet hast, das eine art kollisionsblitz entsteht der zur bildung von teilchenpaaren führt, vllcht vernichtet es die elektronen dabei sogar, aber das kann ich mir auch nicht so recht vorstellen und woher der kollisionsblitz kommen soll auch nicht.

vllcht entstünde ja eine extremhohe synchrotronstrahlung? da die elektronen bei kollision von hoher geschwindigkeit in bruchteilen einer sekunde auf "null" gebremst werden? (oder sich zumindest die flugrichtung ändert -> veränderung des ortsvektors führt ja zur synchrotonstrahlung, zumindest bei elektrisch geladenen teilchen)

aber das würde ja die elektronen erhalten, ich will sie ja so schnell kollidieren lassen, das vllcht doch irgendwas passiert, von mir aus mit der energie von hundert milliarden galaxien. ist ja nur ein gedankenexperiment.

nehmen wir mal an, die energie welche wir menschen bisher aufwenden können würde nur dazu reichen, das die elektronen miteinander kollidieren, flugrichtung ändern, bissel synchrotronstrahlung (welche vllcht zu den teilchenpaaren führen könnte) abgeben und einfach weiter fliegen.

vllcht wäre es ja möglich das bei sehr hohen geschwindigkeiten die elektronen - auf grund des hohen impulses mehr energie in sich tragen - sich in andere leptonen umwandeln? in myonen oder tauonen, ähnlich der neutrino-oszilation und dann bei kollision nur wieder in elektronen und neutrinos zerfallen würden? aber das glaub ich eigntlch nicht wenn ich grad so drüber nachdenke.

mir fällt grad noch was ein, es ist ja im grunde genommen gar nicht so wichtig sie zur kollision zu bringen, es wäre ja eigntlch dasselbe wenn man sie lediglich dazu zwingt denselben ort zur selben zeit einzunehmen, was sie ja nicht dürfen, als fermionen.

gedankenexperiment elektronenstern, der immer mehr masse aufnimmt.. aber das wäre eigntlch auch blödsinn, da der ungeheuer negativ geladen wäre und auf natürlichem wege sicher nicht zu stande käme.

ich denke ich bleibe einfach bei der frage,

was würde passieren, wenn man zwei elektronen - mit wie viel kraft/druck/energie auch immer - "zusammendrückt", wäre doch dasselbe als wenn man sie zur kollision zwingt oder?

[Hawkwind]

So ein Elektron-Elektron-Collider war beim SLAC mal im Gespräch.

http://slac.stanford.edu/cgi-wrap/ge...c-pub-7711.pdf

Der Vorteil wären laut Artikel sehr hohe Luminositäten der beiden Strahlen: man hätte also sehr viele solcher Streuereignisse - eine gute Statistik.

Der Nachteil wäre es sicher, dass es schwer fiele, im Schwerpunktsysteme Kollisionsenergien zu errreichen, die hoch genug für "new physics" sind.

Bei niedrigeren Energien hätte man v.a. elastische Streuung der beiden Elektronen aneinander; man könnte evtl. mit hoher Präzision die Vorhersagen der bestens etablierten Quantenelektrodynamik testen.

Bei sehr hohen Energien gäbe es dann Ereignisse ähnlich denen im DESY damals: ganze Jets von Hadronen würden erzeugt werden und sukzessive wieder zerfallen.

Aber irgendwie kann so ein Ausblick Themen wie die Suche nach dem Higgs beim LHC natürlich nicht den Rang ablaufen ... und es kostet ja doch.

Bin aber jetzt überfragt, ob er wirklich realisiert wurde - bezweifle es eher.

Gruss,
Hawkwind