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https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2017- …
を見ますと、雷雲の中で対消滅が起こったことが観測できたとあります。
そこで出てくる511keVは陽電子が対消滅した時に出るエネルギーですが、KeVそのものはジュールなどと同じでエネルギー単位です。

これはどのように観測するのでしょうか?簡単にできますか?
また、複数の陽電子が対消滅をすればこれよりも遥かに大きな値になったり、距離があればエネルギーが失われ発生時のエネルギーは観測できないと思います。
なぜ、511keVが発生したと断定できるのでしょうか?

余談ですが、加速器などの実験をみていても不思議なのですが、原子や素粒子の粒子はアボガドロ数など見ていると大量にあると思いますが、反応する数は大量にあっても実際には1粒子程度しか反応しないのでしょうか?

gooドクター

A 回答 (3件)

まず、検出されたのは対消滅によって放出されたガンマ線です。


ガンマ線のもっとも一般的な反応モードは光電効果です。光電効果では、ガンマ線が一点で原子と反応して、核外電子をはじき出しますが、その光電効果が起きるまではエネルギーを失いません。ここが飛跡に沿ってイオン対を作り徐々にエネルギーを失っていく荷電粒子との違いです。

対消滅によって発生したガンマ線の一部はあらかじめ設置しておいた放射線検出器に入りそこで光電効果を起こし、その結果はじき出された電子を検出しています。エネルギー測定ができる放射線検出器では信号パルスの高さと入射ガンマ線のエネルギーが一対一に対応するので、信号パルスの高さを波高弁別器で弁別してスペクトルにすれば、どのエネルギーのガンマ線がどのくらい入ってきたかがわかる、というわけです。
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そこの、「0.511MeV(イオンや素粒子のエネルギーの単位)対消滅『ガンマ線』の検出に成功しました。



と書いてありますけどね。
511 keV=0.511 MeV ですよね。
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その記事の図にも書いてあるとおり、電子対が消滅すれば、その質量に見合ったエネルギーが「電磁波(具体的にはガンマ線)」の形で放出されます。



ガンマ線を、そのエネルギーまで測定できる検出方法で検出すれば、「511 keV のガンマ線が検出された」と断定できます。

>原子や素粒子の粒子はアボガドロ数など見ていると大量にあると思いますが、反応する数は大量にあっても実際には1粒子程度しか反応しないのでしょうか?

そりゃあ、そうです。
「統計力学」と「原子物理学」の区別がつきませんか?
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