電子対生成で。

質問

どこに本にも詳しくのっていないので、（電子対生成についてはのっているのですが）質問します。
ガンマ線が陽電子と電子に、つまりｅ＋とｅ－に崩壊していくのを電子対生成といいますよね？ここで、この電子対生成が起こるにはエネルギーＥが
Ｅ＞＝2ｍｃ＾2またはＥ＞＝4ｍｃ＾2でなくてはなりません。質量エネルギーは0.51ＭＥＶ。これもどこでものっています。問題は、エネルギーの条件です。なぜ。上のような条件になるのでしょうか？証明したいのですが、ほんと、どこにものってません。お願いします。

回答No.3

mmky · ベストアンサー

追伸の参考程度に

ガンマー線、つまり光についての理論（構造論など）もまだ無いんですね。電子についても同じです。これらは基本粒子の1つとしてそれ以上のものは考えられてこなかったんです、いくつかの説はあると思いますが広く受け入れられているものは無いということですね。そこで現象でしか捕らえようが無いということなんです。
参考程度にコメントすればということですが、光が電子対に別れるのですから逆に光には構造があると考えるんですね。何も無いところから有るものになると考えると論理的な証明にはならないのであくまで論理的にですね。その構造の概念は何でもいいんですが基本は正負の電荷対により中性化しているとするわけです。そうすると光には正の光素片と負の光素片が有ると考えられますね。この光素片が電子や陽電子と呼ばれるわけですから電子にもいろいろな形状がありそうですね。最初に古典的に考えられる形状が球体とかドーナツ状の静止電子対ですね。この形状を作るエネルギー条件が電子対だと電子2個分の2m*C＾2　ということですね。でも本当は正負の光素片ですから分離した光素片つまり電子も光速度で走っていておかしくないですよね。古典的な球体とかドーナツ状の形状では特殊相対論で形状が無限大になって光速度にはなりませんから明らかに形状の異なるつまり光と同じ形状の電子があるということになりますね。これを光速度電子とか電磁波電子（電磁波を放出して飛ぶという意味ではないですね。）と呼ぶということなんです。
この場合の条件は光の速度で走っている電子ですから1個分のエネルギーは2*mC＾2になるんです。電子対だと4*mC＾2 ですね。まあ理論は無ければ自由に作ればいいんですよ。ただ評価されるかどうかは別ですけどね。

回答No.4

bttf2003

＞Ｅ＞＝4ｍｃ＾2でなくてはなりません

この質問自体の必要性がありません。

Ｅ≧4ｍｃ＾2の場合は、２．０４ＭeV以上のエネルギーということですので、１．０２ＭeV以上のエネルギーは電子と陽電子の運動エネルギーになるか、条件によっては、別の電子と陽電子が生成されるだけです。

＃２、３の回答者さんの回答（アドバイス）は、仮説としては成立しているようですが、この質問の答えとして、最適か？どうかは、もっと議論をしていかないと結論は出ませんので、今回の質問者さんへの回答（アドバイス）としては適切かどうか疑問が残ります。（＃２、３の回答者さんは、一般人を自称されていますが、かなり専門的な発言をされていますので、あえて疑問を投げかけて見ました）

また、質問の意図にも若干疑問がありますので、そう言う意味もこめて回答（アドバイス）に対する自信は、「自信なし」としました。

回答No.2

mmky

参考程度に

電子対が電子対で存在できる最低条件がＥ＝2ｍｃ＾2ですね。これは古典的な概念で言えば静止粒子２個分の形状エネルギーなんですね。運動を考慮すればＥ＞＝2ｍｃ＾2ですね。もう１つのタイプは、ドブロイ波を持つ電磁波電子対の状態と呼ばれるものですね。この場合は光のように光速度で振動している電子の概念ですね。この場合は古典的な形状エネルギーに電磁エネルギーが足されたものですからＥ＞＝4ｍｃ＾2　が条件になるのですね。電子は特別な構造を持っていますね。デラック博士は電子に微細構造定数というものを持ち込んだのですがそれ以後構造研究はされてませんので電子構造論という分野はありませんが２１世紀なのでそろそろ作らないといけませんね。

回答No.1

sanori

電子の質量がｍです。
相対論により、質量ｍのもののエネルギーは、ｍｃ＾２です。
ですから、「無」の状態から、質量ｍのものを「誕生」させるためには、エネルギー保存則より、ｍｃ＾２が必要になります。
電子と陽電子の２個分のエネルギーが必要ですから、
電子対生成に必要なガンマ線の最低限のエネルギーＥは、２ｍｃ＾２

すみませんが、４ｍｃ＾２については、わかりません。