¿Tenemos una manera de hacer electrones?

Sí, se llama “producción de pares” y puede ocurrir cuando un rayo gamma o rayos X con una energía de más del doble de la masa de electrones interactúa con una partícula cargada.

Este proceso crea un par electrón-positrón con la energía total del rayo gamma original, que se destruye en el proceso [los rayos gamma y los rayos X son lo mismo, pero uno tiene origen nuclear, el otro atómico: este es uno de los deliciosos fragmentos de rareza teminológica que hacen que la física sea innecesariamente difícil de entender para los extraños]

Hay varias formas de pensar sobre este proceso. Una es que un rayo gamma se puede considerar como un “par virtual de electrón-positrón” que se aniquila y separa continuamente a medida que avanza, y cuando interactúan con otra partícula cargada pueden separarse.

Otra es que el estado de vacío está lleno de electrones hasta cierto nivel de energía, que nos parece el estado de energía cero. Esto a veces se llama el “mar de Dirac”. En esta vista, la producción de pares ocurre cuando un electrón libre se dispersa fuera del mar de Dirac, dejando un “agujero” vacío detrás de él. Este estado del agujero es un positrón. Este proceso no puede tener lugar sin otra partícula masiva involucrada porque no hay forma de conservar tanto la energía como el impulso de otra manera.

Ambos modelos están equivocados, pero cualquiera de los dos podría ser útil para pensar sobre la realidad subyacente. Simplemente no confundas el modelo con la realidad, porque si comienzas a razonar sobre el modelo más allá de su límite de aplicabilidad y crees que estás razonando sobre la realidad, estarás cortando la rama que te impide entender.

No hay necesidad de crear electrones. Los electrones son abundantes en la naturaleza y se pueden producir fácilmente al quitarlos del átomo.

Es posible utilizar la producción de pares para crear un par electrón-positrón a través de interacciones electromagnéticas (y también interacciones débiles). Estos procesos requieren una energía muy alta (millones de voltios de electrones), es decir, requeriría una diferencia de potencial de 1 millón de voltios para obtener suficiente energía para emparejar la producción y el par electrón-positrón.

Puede obtener [math] 10 ^ {20} [/ math] electrones de una pequeña botella de hidrógeno en aproximadamente un día. Los aceleradores de partículas pueden producir [matemáticas] 10 ^ {12} [/ matemáticas] en un año y requieren una planta de energía dedicada para alimentar el acelerador.

Los positrones no son abundantes en la naturaleza y deben crearse a través de la producción de pares, pero crear electrones con la producción de pares de partículas es un desperdicio verdaderamente derrochador.

Si la pregunta involucra solo electrones, la respuesta es exactamente negativa. Porque se viola la ley de conservación de la carga eléctrica. Por lo tanto, podemos producir electrones y anti-electrones (positrones) al mismo tiempo. No significa que podamos crear (o hacer) materia como el electrón. Este es el resultado de la ley de conservación de la energía de masas, que Einstein presentó en la relatividad.

Revisa la ecuación de Dirac y Sea muestra que existe una profunda simetría entre la materia y la antimateria, no solo para la producción de pares y la descomposición, incluso en la estructura del fotón y el vacío cuántico.

La estructura del fotón y el nuevo enfoque en la ecuación de Dirac nos ayudan a comprender y describir el dipper de fenómenos antipartículas de partículas que antes. De hecho, esta es una clave útil para abrir nuevas ventanas en partes ocultas de problemas de física. Entonces, los fotones son una combinación de fotones virtuales positivos y negativos. El fotón es un dipolo eléctrico muy débil que es consistente con la experiencia.

En la producción en pares, un fotón de alta energía se convierte en par positrón de electrones (ver la siguiente imagen).

En la producción de pares, un fotón de alta energía se separa en positrón de electrones.

En la desintegración de pares, un electrón se combina con un positrón y se producen dos fotones (imagen siguiente)

Par decaimiento a dos fotones

En general, no hay creación en la naturaleza. En todos estos procesos, la materia se convierte en energía y viceversa. Significa que nunca podemos hacer electrones u otra existencia física como el fotón.

Lee mas; sección 2 de:

Más allá del modelo estándar: problemas y soluciones de física moderna

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Para cuando me tocó responder la pregunta, se habían escrito muchas buenas respuestas.

Mi respuesta es si; de 2 maneras: a través de la ionización de ciertos materiales; y producción en pareja. Desde Carl Anderson, quien, en 1932, creó un par electrón-positrón disparando rayos gamma a los núcleos. Ignora el hecho más importante de que ha demostrado cómo la energía se convierte en materia, e informó de la existencia del anti-electrón, que fue predicho por Paul Dirac en 1928, por el cual Anderson ganó con razón el premio Nobel en 1936.

Pero, como mucha gente ha preguntado, ¿por qué necesitamos crear electrones? Podemos crear electricidad de varias maneras sin crear electrones.

Claro, pero cuando fabricamos electrones hacemos un número igual de positrones, o antineutrinos electrónicos. ¿Pero por qué molestarse? ¡Ya hay muchos electrones!

Si. En realidad, hay un experimento de 1931 por Carl David Anderson, quien produjo electrones y positrones al impactar los rayos gamma (luz o fotones) de suficiente energía.

Los pares de electrones-positrones se crean en colisionadores de partículas todo el tiempo, pero una sola partícula sin una antipartícula no se puede crear sin violar ciertas leyes de conservación.

Si…..

Los electrones tienen masa, por lo que pueden convertirse en energía … De la misma manera, la famosa fórmula de Einstein E = mc ^ 2 puede convertir la energía en masa ( electrón ).