يکي از نتايج اصل هم ارزي جرم و انرژي اين است که اين دو مي‌توانند به يکديگر تبديل شوند. مشاهده تجربي اين مسيله در فرايندهاي مختلف مانند اثر فوتوالکتريک ، اثر کامپتون ، پديده توليد زوج و … انجام شده است. در پديده توليد زوج تابش الکترومغناطيسي در مجاورت يک هسته سنگين به دو ذره الکترون و پوزيترون واپاشيده مي‌شود، اما پوزيترون نمي‌تواند طول عمر زيادي داشته باشد، چون فضا پر از الکترون است، لذا پوزيترون بعد از مدت کوتاهي از توليد شدن با يک الکترون ترکيب شده و از بين مي‌رود و به جاي آن فوتون يا تابش الکترومغناطيسي ايجاد مي‌شود که به اين پديده نابودي زوج ميگويند.
شرايط اوليه نابودي زوج
نابودي زوجهاي ذره و پادذره و همراه با آن آفرينش فوتونها ، عمل عکس توليد زوج است. نابودي ماده و آفرينش انرژي الکترومغناطيسي را براي حالتي در نظر مي‌گيريم که الکترون و پوزيترون نزديک به هم و اساسا ساکن باشند. در آغاز اندازه حرکت خطي کل اين دو ذره صفر است، بنابراين وقتي اين دو ذره به هم مي‌پيوندند و نابود مي‌شوند، يک تک فوتون نمي‌تواند آفريده شود، زيرا اين عمل باعث نقض قانون بقاي اندازه حرکت خطي مي‌شود، ولي اگر دو فوتون آفريده شوند که با اندازه حرکتهاي مساوي و در جهتهاي مخالف حرکت کنند، اندازه حرکت خطي مي‌تواند پايسته بماند.
چنين زوج فوتونهايي داراي فرکانسها و انرژيهاي يکسان هستند. در واقع مي‌توان گفت که سه يا چند فوتون مي‌توانند آفريده شوند، ولي با احتمال به مراتب کمتر از آفرينش دو فوتون. همين طور ، وقتي چندين زوج الکترون و پوزيترون در نزديکي يک هسته سنگين نابود مي‌شوند، تعداد کمي از اين نابوديها يک تک فوتون توليد خواهند کرد.
سرنوشت نهايي پوزيترون
سرنوشت نهايي پوزيترونها بعد از توليد در پديده توليد زوج ، نابودي است. وقتي که يک پوزيترون با انرژي بالا ظاهر مي‌شود، هنگام عبور از ماده ، در اثر برخوردها ، انرژي جنبشي خود را از دست مي‌دهد و سرانجام با سرعت پايين حرکت مي‌کند. آنگاه اين پوزيترون با يک الکترون ترکيب مي‌شود و تشکيل يک دستگاه مقيد به نام پوزيترونيوم مي‌دهد که خيلي سريع (در مدت 10- ^ 10 ثانيه) به دو فوتون با انرژي مساوي واپاشيده مي‌شود.
از اين رو ، مرگ يک پوزيترون با ظهور دو کوانتوم نابودي يا دو فوتون ، که انرژي هريک 0،51 ميليون الکترون ولت است، خبر داده مي‌شود. قابليت فنا شدن پوزيترونها به دليل ناپايداري ذاتي نيست، بلکه به خاطر احتمال زياد برخورد آنها و نابوديهاي بعدي با الکترونهاست.
جهان فرضي
در جهاني که ما در آن زندگي مي‌کنيم، کثرت تعداد الکترون ، پروتون و نوترون (در حالت کلي ذره) برقرار است، بنابراين زماني که پادذره‌هاي اين ذرات خلق مي‌شوند، بلافاصله طي فرايندهايي نابود مي‌شوند، اما مي‌توان فرض کرد که بخشي از جهان وجود دارد که در آن تعداد پوزيترون ، پادپروتون ، پادنوترون (در حالت کلي پادذره) زياد است. هرچند اين امر در حال حاضر فقط در حد يک حدس و گمان است.
منبع: http://atwis.com /خ