AQA A-Level 物理/粒子與反粒子/粒子-反粒子相互作用
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在某些情況下，高能光子可以透過“對產生”過程產生一對粒子-反粒子。另一方面，如果一個粒子與一個反粒子相遇，它們會透過“湮滅”過程湮滅，並釋放出 2 個光子（即一對電磁波）。
這兩個過程是粒子物理學的核心部分，都遵循由 阿爾伯特·愛因斯坦 首次提出的質能轉換方程 E = mc^2。
例如，在正負電子對的湮滅過程中，這對粒子產生的能量為 E = 2m_e c^2，因為所有質量都應該透過轉換成能量而守恆。在產生過程中，可以透過 E = hf = 2m_e c^2 計算出光子產生這對粒子所需的頻率。
最常見的對產生形式是正負電子對產生。這是因為它們的質量小於大多數其他粒子，因此產生它們所需的能量更少。為了比較，電子的靜止能量為 0.510999 MeV[1]（或 8.18 x10^-14 J），這意味著光子需要 2.468 x10^20 Hz 的頻率才能產生一對正負電子，而質子的靜止能量為 938.257 MeV[1]（1.50x10^-10 J），相應的頻率為 4.53 x10^23 Hz。