Breit-Wheeler-Effekt: Unterschied zwischen den Versionen

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Der '''Breit-Wheeler-Effekt''' beschreibt, wie sich Licht in [[Materie]] umwandeln lässt. Der Prozess der Erzeugung eines [[Elektron]]-[[Positron]]-Paares durch Photonenkollision wurde von [[Gregory Breit]] und [[John Archibald Wheeler|John A. Wheeler]] 1934 in der [[Physical Review]] beschrieben.<ref>{{Literatur | Autor = G. Breit, John A. Wheeler | Titel = Collision of Two Light Quanta | Sammelwerk = Physical Review | Band = 46 | Nummer = 12 | Datum = 1934-12-15 | Seiten = 1087–1091 | DOI= 10.1103/PhysRev.46.1087}}</ref>
[[Datei:Breit Wheeler process.png|mini|Erzeugung eines Elektron-Positron-Paares durch den Breit-Wheeler-Effekt]]
Der '''Breit-Wheeler-Effekt''' beschreibt, wie sich Licht in [[Materie]] umwandeln lässt. Der Prozess der Erzeugung eines [[Elektron]]-[[Positron]]-Paares durch Photonenkollision wurde von [[Gregory Breit]] und [[John Archibald Wheeler|John A. Wheeler]] 1934 in der [[Physical Review]] beschrieben.<ref>{{Literatur | Autor = G. Breit, John A. Wheeler | Titel = Collision of Two Light Quanta | Sammelwerk = Physical Review | Band = 46 | Nummer = 12 | Datum = 1934-12-15 | Seiten = 1087–1091 | DOI= 10.1103/PhysRev.46.1087}}</ref> Hierfür ist Strahlung mit hoher Photonenergie (Gammastrahlung) entsprechend der Ruheenergie von Elektron und Positron und – wegen der geringen Reaktionswahrscheinlichkeit – hoher Intensität erforderlich.


Der direkte Nachweis wurde im [[Labor]] noch nicht erbracht.<ref>{{Literatur | Autor = A. I. Titov, B. Kämpfer, H. Takabe, A. Hosaka | Titel = Breit-Wheeler process in very short electromagnetic pulses | Sammelwerk = Physical Review A | Band = 87 | Nummer = 4 | Datum = 2013-04-10 | Seiten = 042106 | DOI= 10.1103/PhysRevA.87.042106}}</ref><ref name="nature">{{Literatur | Autor = O. J. Pike, F. Mackenroth, E. G. Hill, S. J. Rose | Titel = A photon-photon collider in a vacuum hohlraum | Sammelwerk = Nature Photonics | Band = 8 | Nummer = 6 | Datum = 2014-06 | Seiten = 434–436 | DOI= 10.1038/nphoton.2014.95}}</ref><ref>{{cite web | url =http://arstechnica.com/science/2014/05/supernova-in-a-bottle-could-help-create-matter-from-light/| title ="Supernova in a bottle" could help create matter from light|author=Akshat Rathi |publisher =[[Ars Technica]]| date=2014-05-19|accessdate =2014-05-20}}</ref><ref name="phys.org">{{cite web |url=http://phys.org/news/2014-05-scientists-year-quest.html |title=Scientists discover how to turn light into matter after 80-year quest |date=2014-05-18 |work=Phys.org |accessdate=2015-07-24}}</ref><ref>{{Internetquelle|url=http://www.pro-physik.de/details/news/6180901/Photon-Photon-Collider_zur_Beobachtung_des_Breit-Wheeler-Effekts.html |titel= Photon-Photon-Collider zur Beobachtung des Breit-Wheeler-Effekts |autor= Rainer Scharf|werk=pro-physik.de  |datum=2014-05-20|zugriff=2015-11-05}}</ref><ref>{{Internetquelle | autor = Rainer Scharf | titel = Quantenverwandlung Es werde das Licht zur Materie | url = http://www.faz.net/aktuell/wissen/physik-chemie/quantenverwandlung-es-werde-das-licht-zur-materie-12969264.html | werk = Frankfurter Allgemeine Zeitung | datum =2014-06-10| zugriff =2015-11-05}}</ref>
Der Effekt liegt dem Auftreten von [[Paarinstabilitäts-Supernova]]e zugrunde.


== Weblinks ==
Der direkte Nachweis gelang im Jahr 2021 am [[RHIC]]-Beschleuniger.<ref name="star21" /><ref name="scinexx" /> Allerdings wird kontrovers diskutiert, inwieweit die beteiligten Photonen als „reell“ bezeichnet werden können.<ref name="scinews" />
 
* [http://www.pro-physik.de/details/news/6180901/Photon-Photon-Collider_zur_Beobachtung_des_Breit-Wheeler-Effekts.html pro-physik.de] Forschung des Max-Planck-Instituts für Kernphysik


== Einzelnachweise ==
== Einzelnachweise ==
<references />
<references>
<ref name="star21">{{Literatur | Autor = J. Adam et al. (STAR Collaboration) | Titel = Measurement of e<sup>+</sup>e<sup>−</sup> Momentum and Angular Distributions from Linearly Polarized Photon Collisions | Sammelwerk = Physical Review Letters | Band = 127 | Nummer = | Datum = 2021-07-27 | Seiten = 052302 | DOI= 10.1103/PhysRevLett.127.052302}}
</ref>
<ref name="scinexx">
{{Internetquelle |url= https://www.scinexx.de/news/technik/forscher-erzeugen-materie-aus-licht/ |titel= Forscher erzeugen Materie aus Licht |autor=Nadja Podbregar |werk=scinexx.de |datum=2021-08-23 |abruf=2021-09-04 |sprache=de}}
</ref>
<ref name="scinews">
{{Internetquelle |url= https://www.sciencenews.org/article/colliding-photons-matter-particle-physics/amp |titel= Colliding photons were spotted making matter. But are the photons ‘real’? |autor=Emily Conover |datum=2021-08-09 |abruf=2021-10-04 |sprache=en}}
</ref>
</references>


[[Kategorie:Teilchenphysik]]
[[Kategorie:Teilchenphysik]]

Aktuelle Version vom 4. Oktober 2021, 08:15 Uhr

Erzeugung eines Elektron-Positron-Paares durch den Breit-Wheeler-Effekt

Der Breit-Wheeler-Effekt beschreibt, wie sich Licht in Materie umwandeln lässt. Der Prozess der Erzeugung eines Elektron-Positron-Paares durch Photonenkollision wurde von Gregory Breit und John A. Wheeler 1934 in der Physical Review beschrieben.[1] Hierfür ist Strahlung mit hoher Photonenergie (Gammastrahlung) entsprechend der Ruheenergie von Elektron und Positron und – wegen der geringen Reaktionswahrscheinlichkeit – hoher Intensität erforderlich.

Der Effekt liegt dem Auftreten von Paarinstabilitäts-Supernovae zugrunde.

Der direkte Nachweis gelang im Jahr 2021 am RHIC-Beschleuniger.[2][3] Allerdings wird kontrovers diskutiert, inwieweit die beteiligten Photonen als „reell“ bezeichnet werden können.[4]

Einzelnachweise

  1. G. Breit, John A. Wheeler: Collision of Two Light Quanta. In: Physical Review. Band 46, Nr. 12, 15. Dezember 1934, S. 1087–1091, doi:10.1103/PhysRev.46.1087.
  2. J. Adam et al. (STAR Collaboration): Measurement of e+e Momentum and Angular Distributions from Linearly Polarized Photon Collisions. In: Physical Review Letters. Band 127, 27. Juli 2021, S. 052302, doi:10.1103/PhysRevLett.127.052302.
  3. Nadja Podbregar: Forscher erzeugen Materie aus Licht. In: scinexx.de. 23. August 2021, abgerufen am 4. September 2021.
  4. Emily Conover: Colliding photons were spotted making matter. But are the photons ‘real’? 9. August 2021, abgerufen am 4. Oktober 2021 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).