annihilasjon

Annihilasjon er en prosess i partikkelfysikk der et partikkel møter sitt antiparti og omdanner sin restmasse til energi, vanligvis i form av fotoner eller andre partikler. Bevaringslover for energi, moment og andre kvanteegenskaper styrer utgangsproduktene, og ladning, leptonnummer og andre kvantetall må være balanserte i prosessen.

Et vanlig eksempel er elektron-positron-annihilasjon. Når et elektron og et positron møtes og har liten bevegelelse i sentrum av massen, omdannes de til to gamma-stråler med hver sin energi på 511 keV. Hvis bevegelsene er betydelige, blir fotonene Doppler-skiftet og antallet kan avvike fra to eller ha annen energifordeling.

Annihilasjon kan også føre til andre produkter avhengig av tilgjengelig energi og kvanteegenskaper; for eksempel kan partikler eller antipartikler avgi flere fotoner, eller danne andre partikler som muoner eller hadroner i høyenergisituasjoner. I praksis er den vanligste energien restmasse energi, men prosessen kan være mer kompleks ved høyere energi.

Annihilasjon har bred relevans. Innen medisin brukes elektron-positron-annihilasjon i positronemisjonstomografi (PET) til å generere gamma-stråler som brukes i bildediagnostikk. I astrofysikk og kosmologi studeres annihilasjon av mørk materie som en mulig kilde til høyenergiprodukter i universet. I tidlig univers bidro partikkel-antiparti-annihilasjon til å forme forholdet mellom materie og antimatter og påvirket evolusjonen av kosmisk innhold.