The solution at revision #15442 of , by emixter. This is not the current version.

Условие

7.4.15∗. На покоящийся позитроний налетает пучок таких же частиц. Какова должна быть минимальная скорость частиц в пучке, чтобы иногда происходил полный «развал» двух столкнувшихся позитрониев? Скорость орбитального движения электрона и позитрона в позитронии .

Решение

В позитронии электрон и позитрон движутся по круговой орбите радиуса со скоростью . Суммарная кинетическая энергия двух частиц:

Потенциальная энергия взаимодействия частиц:

Запишем второй закон Ньютона для позитрония:

Сравнивая с формулой потенциальной энергии, видим, что: .

Тогда полная энергия позитрония:

Это отрицательная величина — значит, система связана. Чтобы разрушить позитроний, нужно сообщить ему энергию по модулю равную .

Если сталкиваются два позитрония, то для их полного разрушения нужно:

Позитроний состоит из двух частиц по массе , значит общая масса позитрония . По условию задачи один позитроний покоится, другой летит со скоростью . Это скорость центра масс летящего позитрония. Тогда их относительная скорость равна: отн.

Относительная кинетическая энергия системы два позитрония равна:

отн

где - приведённая масса. Для одинаковых масс:

Значит:

отн

Именно эта энергия идёт на разрушение позитрониев. Для развала нужно, чтобы этой энергии хватило на разрыв двух позитрониев:

отн

Отсюда:


Минимальное значение: мин.

Ответ

мин