Paarbildung

Paar|bil|dung 〈f. 20〉 = Paarerzeugung

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Paar|bil|dung, Paar|er|zeu|gung:

1) in der Kernphysik Bez. für die gleichzeitige Erzeugung eines Teilchens u. seines Antiteilchens (z. B. Elektron u. Positron) bei der Kollision zweier energiereicher Photonen oder durch Umwandlung eines energiereichen Röntgen- oder Gamma-Quants (↑ Photon) im Coulomb-Feld eines Atomkerns. Der gegenläufige, mit der Freisetzung zweier Gamma-Quanten verbundene Prozess wird Annihilation, Zerstrahlung oder Paarvernichtung u. die dabei freigesetzte Strahlung Vernichtungsstrahlung genannt;

2) in der Halbleitertheorie Bez. für die Entstehung von ↑ Excitonen

3) in der Supraleitungstheorie Bez. für die Entstehung von ↑ Cooper-Paaren.

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Paar|bil|dung, die:

Bildung von ↑ Paaren (1).

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Paarbildung,

 

Paar|erzeugung, im engeren Sinn die spontane Umwandlung eines Photons (Röntgen- oder Gammaquant) bei dessen Wechselwirkung mit Materie, z. B. im starken Coulomb-Feld eines Atomkerns, in ein Elektron-Positron-Paar (e^--e⁺-Paarbildung). Dabei muss die Energie des Photons wegen der Masse-Energie-Äquivalenz mindestens so groß sein wie die doppelte Ruheenergie eines Elektrons (2 m_ec² = 2 × 511 keV); die überschüssige Energie des Photons wird als kinetische Energie auf die erzeugten Teilchen verteilt. Wegen des Impulserhaltungssatzes ist Paarbildung nur dann möglich, wenn auf einen weiteren Reaktionspartner, z. B. den Atomkern, Impuls übertragen werden kann. Als innere Paarbildung wird die Erzeugung eines e^--e⁺-Paars beim Übergang eines angeregten Kerns in einen tieferen Zustand bezeichnet. - Am Linearbeschleuniger SLAC gelang 1997 erstmals die direkte Erzeugung eines e⁺-e^--Paares durch Streuung von Licht an Licht: Dabei wurden zunächst hochenergetische Photonen mittels Streuung von Laserstrahlen an hochenergetischen Elektronen erzeugt und dann mit den Photonen des Laserstrahls zur Paarbildung verwendet.

 

Unter Paarbildung im weiteren Sinn versteht man in der Elementarteilchenphysik die Erzeugung von Teilchen-Antiteilchen-Paaren, z. B. von π⁺-π^--, Proton-Antiproton- oder auch Quark-Antiquark-Paaren (unter Einhaltung der Erhaltungssätze für Energie, Impuls und Drehimpuls) durch Umwandlung sehr energiereicher (virtueller) Photonen bei hochenergetischen Stoßprozessen. Der zur Paarbildung umgekehrte Vorgang ist die Paarvernichtung.

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Paar|bil|dung, die: 1. Bildung von Paaren (1): Schon eine P. kann falsch sein, wenn der Partner aus egoistischem Sicherheitsbedürfnis Wandlung und Entwicklung verweigert (Kelly, Um Hoffnung 170). 2. (Physik) a) Bildung von Paaren aus Teilchen u. Antiteilchen bei der Umwandlung von Strahlungsenergie in Masse; b) Bildung von Paaren gleichartiger Nukleonen mit entgegengesetzter Ladung im Atomkern.