annihilation de positron

[invite4bf7373f]

Bonjour!

Encore une question sur le même sujet, oui oui... mais le système fonctionne bien, j'ai des réponses intéressantes et rapides, alors pourquoi se priver ^^

Bref, l'annihilation de positron est utilisée pour la SAP (spectroscopie d'annihilation de positron) temps de vie. Pour ça, on "règle" deux fenêtres, qui sélectionnent soit le photon qui signe la "naissance" du positron, soit on sélectionne celui qui signe son "annihilation". En utilisant une source de sodium, le photon émis à la "naissance", possède une énergie de 1,28 MeV ,pas de soucis de ce côté là. Ma question concerne le photon "stop". On règle une fenêtre sur 511KeV. Mais si j'ai bien suivi, lors de l'annihilation deux photons sont émis. Cependant, pour respecter la conservation de l'énergie, ils sont une énergie MINIMALE de 511keV, non?

avant annihilation, un positron et un électron qui possèdent chacun une énergie de masse de 511keV, et de l'énergie cinétique. En sortie deux photons qui auront une énergie cinétique totale de 1,022MeV, correspondant à l'énergie de masse du positron et de l'électron, mais qu'en est-il de l'énergie cinétique de ces deux particules?

L'annihilation a-t-elle lieu dans le cas de la SAP, pour une raison quelconque, avec des particules quasi immobiles?

Merci d'avance
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[invite7ce6aa19]

Bonjour!

Encore une question sur le même sujet, oui oui... mais le système fonctionne bien, j'ai des réponses intéressantes et rapides, alors pourquoi se priver ^^

Bref, l'annihilation de positron est utilisée pour la SAP (spectroscopie d'annihilation de positron) temps de vie. Pour ça, on "règle" deux fenêtres, qui sélectionnent soit le photon qui signe la "naissance" du positron, soit on sélectionne celui qui signe son "annihilation". En utilisant une source de sodium, le photon émis à la "naissance", possède une énergie de 1,28 MeV ,pas de soucis de ce côté là. Ma question concerne le photon "stop". On règle une fenêtre sur 511KeV. Mais si j'ai bien suivi, lors de l'annihilation deux photons sont émis. Cependant, pour respecter la conservation de l'énergie, ils sont une énergie MINIMALE de 511keV, non?

avant annihilation, un positron et un électron qui possèdent chacun une énergie de masse de 511keV, et de l'énergie cinétique. En sortie deux photons qui auront une énergie cinétique totale de 1,022MeV, correspondant à l'énergie de masse du positron et de l'électron, mais qu'en est-il de l'énergie cinétique de ces deux particules?

L'annihilation a-t-elle lieu dans le cas de la SAP, pour une raison quelconque, avec des particules quasi immobiles?

Merci d'avance

Apparamment tu as un excédent de 60 keV

Disons qu'a la naissance du positron celui-ci doit avoir en plus de l' énergie de masse une énergie cinétique qui doit relaxer rapidement en creant toute une chaine d'excitation des degrés de liberté du corps pour finir en chaleur cad en vibration des atomes, molécules etc..

[invite88ef51f0]

Salut,
L'explication qu'on m'avait donnée était que l'électron et le positron formait un état lié, le positronium, qui perdait son énergie cinétique, avant de s'annihiler.

[KLOUG]

Bonjour

Je reprends une partie de votre question :

Mais si j'ai bien suivi, lors de l'annihilation deux photons sont émis. Cependant, pour respecter la conservation de l'énergie, ils sont une énergie MINIMALE de 511keV, non?
Ils ont une énergie strictement de 511 keV.

C'est surtout le positon qui est le point central.
Le sodium 22 se désintègre par émission bêta plus. Il y a bien sûr le gamma d'énergie 1274 keV comme vous le mentionnez.
L'énergie bêta plus maximale est de 546 keV. Il s'agit en l'occurrence d'énergie cinétique. Le positon va perdre cette énergie en ayant des interactions dans la matière. Ils va céder son énergie cinétique par effets successifs que sont l'ionisation, l'excitation voire l'effet de rayonnement de freinage.
Une fois qu'il a perdu toute son énergie cinétique il y a le phénomène d'annihilation. On peut le considérer comme "immobile" si tant est que l'on puisse définir cette situation.

J'espère que la réponse est assez claire.

Bonne continuation
KLOUG

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite4bf7373f]

merci à tous!

donc si j'ai bien compris et pour résumer simplement, l'annihilation n'a lieu que lorsque le positron a perdu son énergie cinétique, quel que soit le moyen... collision élastique, inélastique... ionisation... j'ai entendu parler de "thermalisation" pour décrire ces pertes d'énergies... donc si j'ai bien suivi, l'annihilation a toujours lieu au terme de cette thermalisation, d'où l'énergie fixe des photons émis qui est de 511 keV.

Pour coin coin, oui en effet, le positron peut former un état lié, le positronium... (je me permets de compléter, ça fait pile partie de ce que je fais en ce moment, et ça fait partie des choses qui sont à peu près claires dans ma tête... ^^)

En gros, une fois émis, le positron a plusieurs possibilités de s'annihiler. Soit il s'annihile avec un électron du milieu. Dans ce cas, sa durée de vie est très courte. Soit il forme un état lié, le positronium. Mais il existe deux types de positronium, le para-positronium (spin de l'électron et du positron anti-parallèles) de durée de vie très courte, 125ps dans le vide. Sinon, il forme l'ortho-positronium (spin parallèles) de durée de vie beaucoup plus longue: 142ns. Du fait de cette durée de vie plus longue, il est beaucoup plus sensible à son environnement, et est utilisé par la SAP temps de vie, comme sonde à volumes libres.

Lol, je me suis emballée avec un petit laïus, mais je suis dans un stage qui me plaît bien même s'il ne correspond pas tout à faire à mes compétences... alors j'en profite... et puis, c'est pour les curieux... ^^

[invite7ce6aa19]

merci à tous!

donc si j'ai bien compris et pour résumer simplement, l'annihilation n'a lieu que lorsque le positron a perdu son énergie cinétique, quel que soit le moyen... collision élastique, inélastique... ionisation... j'ai entendu parler de "thermalisation" pour décrire ces pertes d'énergies... donc si j'ai bien suivi, l'annihilation a toujours lieu au terme de cette thermalisation, d'où l'énergie fixe des photons émis qui est de 511 keV.

Pour coin coin, oui en effet, le positron peut former un état lié, le positronium... (je me permets de compléter, ça fait pile partie de ce que je fais en ce moment, et ça fait partie des choses qui sont à peu près claires dans ma tête... ^^)

En gros, une fois émis, le positron a plusieurs possibilités de s'annihiler. Soit il s'annihile avec un électron du milieu. Dans ce cas, sa durée de vie est très courte. Soit il forme un état lié, le positronium. Mais il existe deux types de positronium, le para-positronium (spin de l'électron et du positron anti-parallèles) de durée de vie très courte, 125ps dans le vide. Sinon, il forme l'ortho-positronium (spin parallèles) de durée de vie beaucoup plus longue: 142ns. Du fait de cette durée de vie plus longue, il est beaucoup plus sensible à son environnement, et est utilisé par la SAP temps de vie, comme sonde à volumes libres.

Lol, je me suis emballée avec un petit laïus, mais je suis dans un stage qui me plaît bien même s'il ne correspond pas tout à faire à mes compétences... alors j'en profite... et puis, c'est pour les curieux... ^^

Dans tous cas il doit se former un positronium avant l'émission des 2 photons, c'est tout à fait équivalent à la recombinaison radiative classique ou se forment des excitons électrons-trous. Par contre la formation du positronium ne peut se former qu' apres relaxation de l'excédent d'énergie cinétique du positron.

Par ailleurs lorsque le positronium est formé il y a compétitions entre la recombinaison radiative et les phénomènes de dissociation du positronium due aux excitations du solide. Ce dernier phénomène n'existe pas dans le vide. Donc la durée du vie du positronium est plus faible dans un matériau que dans le vide. Par ailleurs l'amplitude de transition radiative du positron doit être différent que celui du vide car les fonctions d'onde des 2 particules sont différentes de celles qu'elles ont dans le vide.

[invitefde381ee]

Bonjour à tous,

J'aurai besoin d'un peu d'aide pour résoudre cet exercice, pourriez-vous me donner quelques indications svp ?

L'énoncé est le suivant :

L’annihilation entre un électron ayant une énergie cinétique de 1 MeV et un positron ayant une énergie cinétique de 1 MeV donne deux photons. Sachant que l’électron et le positron ont des impulsions de signes opposés (même direction, sens opposés) et que leur énergie au repos vaut 0.511 MeV, calculer l’énergie de chaque photon.

Merci d'avance pour votre aide

Cordialement,

Aurore

[KLOUG]

Bonsoir
Bonne question. Nos amis physiciens des particules devraient pouvoir répondre. J'ai bien une réponse mais je crains que ce soit une erreur.
KLOUG

[invitebaef3cae]

bonsoir,

mais non kloug tu ne vas pas dire une bétise!!
Je crois que la réponse est dans un post au-dessus.

Voilà!Voilà!

PPJ

[invitefde381ee]

Excusez-moi mais je ne comprends pas vraiment les réponses des posts précédents :S. L'explication est-elle juste qu'il y a conservation de l'énergie donc l'énergie d'un photon est égale à énergie cinétique + énergie au repos (1+ 0.511) soit 1.511 MeV ?

Merci d'avance de bien vouloir m'aider

Cordialement

[Deedee81]

Salut,

L'explication est-elle juste qu'il y a conservation de l'énergie donc l'énergie d'un photon est égale à énergie cinétique + énergie au repos (1+ 0.511) soit 1.511 MeV ?

Ca m'a l'air correct (en supposant qu'on n'a pas inclu l'énergie de masse dans l'énergie cinétique, mais ça me semble peu probable car alors l'exercice deviendrait trivial et il ne serait plus nécessaire de connaitre l'énergie au repos).

[KLOUG]

Bonjour
Dans le cas que vous mentionnez, il me semble important de préciser, si je comprends correctement l'énoncé (ce qui n'est pas obligatoire), qu'il s'agit d'interactions dans un accélérateur car il faut maintenir l'énergie cinétique.
En fait au niveau de l'interaction entre les positions et les électrons, le processus de ralentissement se produit entre 3 et 6 picoseconde (10^-12). une fois qu'il a atteint une énergie cinétique de 10^-2 eV il y a une phase de diffusion qui dure une centaine de picoseconde et on obtient alors deux rayonnements de 511 keV.
Est-ce bien le cas (accélérateur) ?
KLOUG

[doul11]

bonjour,

je ne comprends pas comment on peut additionner la masse avec l'énergie qui on des unités différentes : masse en eV/c² et l'énergie en eV

dans ce cas il ne faudrais pas utiliser E²=p²c²+m²c^4 ?

[invite7ce6aa19]

Excusez-moi mais je ne comprends pas vraiment les réponses des posts précédents :S. L'explication est-elle juste qu'il y a conservation de l'énergie donc l'énergie d'un photon est égale à énergie cinétique + énergie au repos (1+ 0.511) soit 1.511 MeV ?

Merci d'avance de bien vouloir m'aider

Cordialement

Bonjour,


J'ai relu l'énoncé et il y quelque chose qui manque et dont tu dois connaître la réponse?

On lit dans l'énoncé:

"
En utilisant une source de sodium, le photon émis à la "naissance", possède une énergie de 1,28 MeV ,pas de soucis de ce côté là"

J'ai interprété cette phrase que l'émission du photon est la signature de l'émission du positron avec création simultané d '1
l'électron "sur-place" qui va être engagé dans un circuit électrique.

Le positron émit va rencontrer une cible peuplée d'électrons et après relaxation de son énergie cinétique former un positronium suivie d'émission d'une paire de 2 photons.

A noter que l'annihilation de l'électron dans la cible est "compensée" par la création de l'électron dans la source.

Ma question concerne la description du mécanisme de la source.

[invite7ce6aa19]

Petitb erreur,

La question de mon post précédent s'adressait plutôt à KLOUG, mais bien entendu toute réponse de quiconque est bienvenue.

[xxxxxxxx]

Bonjour,


J'ai relu l'énoncé et il y quelque chose qui manque et dont tu dois connaître la réponse?

On lit dans l'énoncé:

"
En utilisant une source de sodium, le photon émis à la "naissance", possède une énergie de 1,28 MeV ,pas de soucis de ce côté là"

J'ai interprété cette phrase que l'émission du photon est la signature de l'émission du positron avec création simultané d '1
l'électron "sur-place" qui va être engagé dans un circuit électrique.

Le positron émit va rencontrer une cible peuplée d'électrons et après relaxation de son énergie cinétique former un positronium suivie d'émission d'une paire de 2 photons.

A noter que l'annihilation de l'électron dans la cible est "compensée" par la création de l'électron dans la source.

Ma question concerne la description du mécanisme de la source.

bonjour

sur le mécanisme de la source je n'ai pas d'idée.

sur le mécanisme de transmision je sugèrerais celle ci dans le vide :
(basée sur une succession de champs rectilignes)

le positron passe d'une cellule source de vide à une cellule cible en créant un électron(intermédiaire) qui réémet un positron(intermédiaire) suite à l' annihilation de la paire proton-antiproton qui a été crée par l'électron(intermédiaire)

cordialement

[invitefde381ee]

Excusez-moi pour ma réponse tardive : j'ai eu des problèmes de connection ces derniers jours :S . Merci pour vos réponses. En ce qui concerne ma question il faut bien que je trouve 1.511MeV (j'ai eu la correction) mais l'énoncé est posé tel quel : il n'y a aucune autre indication.

Merci encore

Cordialement,

Aurore

[invite4bf7373f]

tiens, on parle d'annihilation... ^^

Alors, je ne viens pas vraiment apporter de réponses, mais plutôt des questions, qui cela dit, feront peut être avancer la réflexion?

Si la réponse est effectivement 1.511 MeV, cela signifie en effet que l'on additionne toutes les énergies, cinétiques, et de masse, et qu'on les redivise... Je pense que tout le monde est d'accord que l'énergie des photons vient de là... cela dit, deux choses me dérangent... la première : "comment peut-on, sans plus d'informations, estimer que chaque photon emporte la même énergie?" moi j'aurais plutôt imaginer des photons, avec chaque fois une énergie totale de 2*1.511 MeV, mais répartis de manière différente, et éventuellement statistique...

La deuxième chose qui me dérange, c'est que, pour moi, l'annihilation du positron dans la matière n'a lieu que lorsqu'il est thermalisé, c'est à dire qu'il a perdu son énergie cinétique... est-ce que c'est différent du fait qu'on considère ici un électron avec une énergie cinétique?

Et, une dernière petite question... pour ne pas s'éloigner du sujet tout de même... l'énoncé est issu d'un cours de quel niveau? ça n'a rien de critique, c'est juste pour essayer d'imaginer ce que peut attendre le prof qui l'a donné... et essayer de trouver une réponse la plus adaptée possible...

Voilà!

[invitefde381ee]

Merci pour l'intérêt que vous portez à ma question Je suis qu'en deuxième année de licence ^^ Voilà tout

Merci encore

Cordialement,