¿Es posible que una aniquilación protón-antiprotón sea 100% eficiente y solo libere rayos gamma? ¿Queda alguna masa después de la aniquilación protón-antiprotón?

Si es posible. En reposo en el c. de m. hay 1876.5 MeV disponibles para los productos de aniquilación.

El proceso de aniquilación esencialmente nunca irá directamente a los fotones a través de la interacción electromagnética. Esa sección transversal sería altamente suprimida.

Si ocurre, pasa por dos mesones pseudoscalares neutros, lo cual es una interacción fuerte y es un proceso muy raro.

Las mediciones sugieren que ocurre mucho menos del uno por ciento de las veces.

Es mucho más probable que la aniquilación pase por los procesos de múltiples mesones, y en reposo la aniquilación tiene un número de mesones promedio de 5 con tres cargados y dos neutrales. Pero las desintegraciones en dos mesones neutros que se desintegran a su vez en cuatro fotones son posibles y las desintegraciones en dos piones neutros se ven realmente.

[matemáticas] p + \ bar p \ flecha derecha \ pi ^ 0 \ pi ^ 0, \ pi ^ 0 \ eta, \ eta \ eta [/ matemáticas]

Estos mesones se descomponen en fotones a través de la anomalía.

Aquí hay algunos datos de baja energía en comparación con la teoría [matemáticas] s ^ {1/2} \ sim 3.0 \, \ text {GeV}. [/ Matemáticas]

https://arxiv.org/pdf/1706.00205…

Su pregunta sobre la eficiencia es extraña. Las partículas producidas inmediatamente no son generalmente estables. Al final, la energía de la aniquilación de antiprotones de protones aparece como fotones, electrones y neutrinos.

Estos tienen masas muy pequeñas en comparación con la masa de protones.

Sí, es posible, pero no muy probable. Una aniquilación protón-antiprotión generalmente producirá mesones, porque las interacciones fuertes son, bueno, más fuertes que las electromagnéticas. Sin embargo, puede suceder que la aniquilación produzca solo piones neutros, y un pión neutro casi siempre se descompone en dos fotones gamma. Entonces puede suceder. No sé cómo estimar la probabilidad de tal aniquilación, pero probablemente podría derivarse de los experimentos con antiprotones lentos realizados en el CERN.

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