Es esencialmente un reverso del proceso de aniquilación de materia-antimateria. Tomemos la aniquilación de positrones de electrones más conocida en un par de fotones. Este proceso está regido por la electrodinámica cuántica, y la electrodinámica cuántica es simétrica bajo inversión de tiempo, por lo tanto, un proceso inverso es igualmente probable. Por lo tanto, puede colisionar dos fotones y, siempre que tengan suficiente energía, producir un par electrón-positrón.
Ahora, en realidad, colisionar fotones reales no es una buena forma de crear pares, porque se necesitan haces de fotones muy fuertes (la probabilidad de colisión entre fotones reales es pequeña). Por lo general, observamos el proceso cuando uno o ambos fotones en colisión son virtuales, es decir, en un campo eléctrico fuerte. El caso más habitual es un rayo gamma de alta energía en un campo eléctrico fuerte (por ejemplo, que pasa cerca de un núcleo pesado); puede chocar con un fotón virtual en el campo para producir un par real de electrones y positrones.
También puede imaginar el proceso de una manera diferente: un fotón existe parte del tiempo como un par virtual de electrón-positrón. Si lo pones es un campo eléctrico fuerte, el campo trataría de separar las partículas virtuales. Si el fotón tiene suficiente energía y el campo es lo suficientemente fuerte, puede tener éxito y cambiar un par virtual en real.
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