Producción+de+Pares

=Producción de Pares=

Es posible que un fotón se materialice en un electrón y en un positrón (electrón positivo), proceso en el que la energía electromagnética se transforma en energía en reposo. Los principios de conservación no se violan cuando un par electrón-positrón se crea cerca de un núcleo atómico (Figura 1).



La suma de las cargas del electrón (q=-e) y del positrón (q=+e) es cero, como la carga del fotón; la energía total, incluyendo la energía de masa, del electrón y del positrón es igual a la energía del fotón; el momentum lineal se conserva gracias al núcleo que lleva suficiente momentum del fotón como para que ocurra el proceso, pero, debido a su masa relativamente enorme, únicamente se lleva una fracción despreciable de la energía del fotón.

La energía en reposo m o c 2 de un electrón o de un positrón es de 0.51 MeV y, por tanto, la producción de pares requiere una energía del fotón de por lo menos 1.02 MeV. Cualquier energía adicional del fotón se transforma en energía cinética del electrón y del positrón. La longitud de onda máxima del fotón correspondiente es 0.012 A (1.2x10 -12 m). Las ondas electromagnéticas que tienen esas longitudes de onda reciben el nombre de rayos gamma, y se encuentran en la naturaleza como una de las emisiones de núcleos radiactivos y también en los rayos cósmicos.

El proceso inverso al de la producción de pares se presenta cuando un electrón y un positrón se unen y se anulan para crear un par de fotones. Las direcciones de los fotones son de tal manera que se conservan tanto la energía como el momentum lineal y; por tanto, no se requiere núcleo u otra partícula para que la anulación tenga lugar.

Por tanto, tres procesos en total son responsables de la absorción de rayos X y gamma en la materia. A bajas energías del fotón, la dispersión Compton es el único mecanismo, ya que existen umbrales definidos tanto para el efecto fotoeléctrico como para la producción de pares electrones. Tanto la dispersión Compton como el efecto fotoeléctrico disminuyen en importancia con el aumento de la energía, mientras que la producción de pares aumenta (Figura 2).



La intensidad de radiación (I) es: math I=I_o e^{- \mu x} math

Siendo I o la intensidad de la fuente de luz y μ el coeficiente de absorción lineal.

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