為什麼電子偶素不穩定?

時間 2021-05-30 02:50:04

1樓:吾影與吾

我說說自己的看法吧,正電子與質子根本區別在於內稟結構的不同,前者為點粒子,後者有三夸克。電子與乙個正電子碰撞的概率,顯然遠遠高於同時與三個夸克發生碰撞的概率。有人說正電子與質子的區別是質量不同,那你把正電子換成正繆子、正陶子,它們與電子難道能夠形成穩定狀態?

2樓:

emmmm...這個問題倒不在於粒子數守恆,因為電子和質子反應得到中子和中微子並不違反輕子數和重子數守恆。。

其實氫原子穩定的原因很簡單,就是能量不夠。質子的質量是1.0072765 u,自由電子質量為5.

4858×10^4 u,二者之和尚不及中子質量1.0086649 u。而氫原子質量顯然小於質子電子質量和。

因此在真空中氫原子肯定是穩定的。

而你電子偶素能正負電子衰變到光子,還靠這麼近,那你就沒法穩定了。

3樓:「已登出」

粒子和其反粒子相遇,容易發生湮滅反應並釋放能量,一般是釋放光子。電子偶素分正電子偶素與仲電子偶素兩種形式。正電子偶素:

兩個電荷相反的電子,有相同的自旋方向,湮滅產生三個光子;仲電子偶素:兩個電荷相反的電子,自旋方向相反,湮滅產生兩個光子。

電子和正電子的質量相等(粒子的質量總是等於其反粒子的質量),電子偶素裡兩電子是相互繞著對方旋轉,相當於雙星糸,兩者的質量都較輕,軌跡都不太穩定,又沒有穩定的重心。而質子與電子組成的糸統,由於質子的質量遠大於電子的質量,可以比著行星糸,而質子是穩定的,壽命可以說無限長,又有個穩定的重心,電子圍繞這個重心轉,可以形成穩定的糸統。

4樓:馮延超

一種基本粒子在環境中是否穩定,以及兩種基本粒子相遇時是穩定還是反應變化,從根本上說,這都取決於粒子的內部結構與性質,尤其是它的內部結構中常運動到邊緣的粒子成份的性質。但是,因為它們是基本粒子,是目前人類對微小物體認識的下限,無法知道它的內部結構,所以,要清楚完整的解釋基本粒子為什麼穩定或不穩定,現在還不可能。

5樓:

對稱性和動力學共同決定的。

電子偶素通過正負電子湮滅衰變,因而不穩定。正負電子對與真空量子數相同(除卻乙個角動量,可以通過合適數目的光子滿足)。

氫原子的話,質子、電子本身是穩定的。而且兩者組成的系統輕子數為一,重子數為一,因此無法湮滅到包括光子在內的其他粒子。

唯一能夠實現的反應在於若質子處於束縛態,那麼其有可能通過與電子反應生成更加穩定的束縛態中子而不違背對稱性的要求。反應的能量來自於電子軌道。這相當於電子軌道能量與核軌道能量交換。

前者來自QED,後者來自QCD。氫原子電子軌道不足以提供這份能量。

假如精細結構常數變大的話,氫原子是有可能的衰變的。

此外,如果在更高能標輕子數守恆、重子數守恆被破壞的話,氫原子也會衰變。

6樓:宮非

2019-01-05

由電子繞核的波函式看,電子是有機會深入核內的,儘管機會很小,但一般它不與質子融合關鍵在於,電子與質子若結合將形成中子,這假設的多出來的中子將大大提高原子核的整體的能級。因為,質子與中子都是費公尺子,與電子類似,它們在核內也是按」殼層」來分布,並且都遵守「泡利不相容」原理,質子與中子各有一套能級分布,儘管少了乙個質子,質子的那套能級最高的非空能級降低了,但中子不會去佔據質子空出來的較低的能級,而是要佔據自己中子這套能級的更高的能級。

沒有外界能量足夠的供給讓電子加質子變中子,這樣中子佔據更高能級的過程就不會真的發生。

其實,電子偶素還是有很多用途的,像是用在癌症成像上,醫師注射由葡萄糖製作的追蹤劑藥物裡標定上了氟-18 同位素。當癌細胞吃進大量葡萄糖追蹤劑時,這些訊號彈會聚集囤積,氟-18 同位素會衰變並釋放出正子,正子會撞擊核外電子而互毀,產生二個成對光子,經由儀器掃瞄偵測光子訊號進行造影,再由電腦整理運算成像定位出追蹤劑所在位置,讓癌細胞立刻現形。

這是因為電子偶素是乙個極不穩定的兩體系統,由乙個電子和乙個正電子組成的,其半衰期約為200ns。帶正電的正子和帶負電的電子對撞時,會發生兩種狀況:一是可能會立刻互相毀滅並釋放出一對能量為511keV 的光子;要不然可能是會產生乙個不穩定、生命期極短的電子偶素,這個雙粒子系統會隨即衰變成 2 個以上的光子,並因而產生能量在511keV 以上的連續光譜顯著特徵。

電子是一種帶有負電的亞原子粒子,通常標記為 。電子屬於」輕子」類,以重力、電磁力和弱核力與其它粒子互動作用。輕子是構成物質的基本粒子之一,即其無法被分解為更小的粒子,而電子帶有 自旋,是一種費公尺子。

因此,根據」泡立不相容原理」,任何兩個電子都不能處於同樣的狀態。電子的反粒子是正子,其質量、自旋、帶電量大小都與電子相同,但是電量正負性與電子相反。電子與正子會因碰撞而互相湮滅,在這過程中會創生一對以上的光子。

基本粒子的標準模型

正電子 (positron) 與電子 (electron) 碰撞時會產生湮滅 (annihilation) 現象,這一過程遵守電荷守恆、能量守恆、動量守恆和角動量守恆。在高能情況下,湮滅會生成其他基本粒子;在低能情況下,正負電子湮滅主要生成兩個或三個「光子」(有時也會生成更多光子)。另外,電子和正電子在湮滅之前有時會形成亞穩定的束縛態,即」電子偶素」 (positronium)。

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