Процесс аннигиляции электронно-позитронных пар.

Кроме процесса образования пары должен существовать и обратный процесс перехода электрона из области положительных энергий на свободный уровень в области отрицательных энергий с излучением Другими словами, при встрече позитрона с электроном их полная энергия (включая и энергию покоя) почти целиком должна переходить в энергию электромагнитного излучения и частично передаваться какому-нибудь третьему телу, например ядру. Такой процесс называется аннигиляцией. Вследствие этого позитроны в среде не могут существовать сколько-нибудь длительно. Так, среднее время жизни позитронов в свободном состоянии сек в свинце; сек в воздухе (при нормальных условиях).

Из законов сохранения энергии и импульса следует, что аннигиляция позитрона на свободном электроне возможна только с испусканием двух или более квантов. Действительно, закон сохранения энергии дает

а закон сохранения импульса

Если считать, что электрон и позитрон до аннигиляции покоятся, то

Эти уравнения совместны только при условии вылета одновременно не менее двух в противоположных направлениях. Таким образом, при аннигиляции медленного позитрона на покоящемся электроне энергия каждого из аннигиляционных квантов всегда будет Лсог

Вероятность трехфотонной аннигиляции в 400 раз меньше, чем двухфотонной. Теоретический расчет и опытные данные показывают, что позитроны аннигилируют обычно лишь после полной остановки, точнее, когда они находятся в тепловом равновесии с окружающей средой.

Процесс аннигиляции является источником с энергией обладающего высокой степенью монохроматичности.

Интересно, что электрон и позитрон могут образовывать своеобразное подобие атома водорода — позитроний, живущий примерно сек. Бели спины электрона и позитрона в нем параллельны, его называют оргопозитроний. Его время жизни в том случае, когда спины антипараллельны, образование называют параититронш (время жизни ).