sự hủy diệt phản vật chất trong các ngôi sao

Electron hủy với positron được tạo ra thông qua các quá trình hợp hạch trong các ngôi sao. Tương tác hạt nào tạo ra các electron mới để mặt trời không bị thiếu electron? Hay là một cái gì đó khác xảy ra hoàn toàn?

Các chu kỳ hợp hạch thường xuyên trong các ngôi sao tạo ra neutrino và positron như các sản phẩm. Những positron đó hủy diệt với các electron đã có sẵn trong plasma của ngôi sao để tạo ra ánh sáng mà cuối cùng chúng ta nhìn thấy. Những electron đó được thay thế như thế nào?

Chuỗi proton-proton cuối cùng chuyển đổi bốn proton thành một hạt nhân helium. Điện tích của 4 proton được cân bằng bởi 4 electron, nhưng helium chứa 2 proton (và 2 neutron), vì vậy nó chỉ cần 2 electron để được cân bằng.

Như bạn đã chỉ ra, quá trình chuyển đổi một proton thành neutron giải phóng positron (và neutrino electron), và positron đó nhanh chóng tiêu diệt với một electron.

Đây là sơ đồ từ trang Wikipedia của chuỗi pp chính.

Vì vậy, quá trình này thực sự tiêu thụ 6 proton và phát ra 2 proton, hạt nhân helium và 2 positron (cộng với một vài neutrino) và một vài photon gamma. Các positron hủy với 2 electron, giải phóng nhiều photon gamma (thường là 2 hoặc 3 apiece, tùy thuộc vào sự sắp xếp spin của positron & electron).

Nếu bạn thêm mọi thứ lên, bạn sẽ thấy cân bằng điện từ không đổi.

Chúng tôi bắt đầu với 4 proton, được cân bằng bởi 4 electron gần đó trong plasma lõi sao. (Chúng ta có thể bỏ qua cặp hydrogens trung gian cuối cùng được phát lại). Chúng tôi kết thúc với một hạt nhân helium chỉ cần 2 electron để được cân bằng điện, vì vậy nếu 2 electron còn lại không bị tiêu diệt thì ngôi sao sẽ tích tụ quá mức điện tích âm.

Chúng không được thay thế.

Sự kết hợp trong các ngôi sao bình thường có nghĩa là thực sự có nhiều quá trình, neutrino có liên quan phổ biến nhất trong những điều này:

• $p + p \rightarrow D + \nu_e + e^+$
• $T \rightarrow He_3 + \nu_e + e^+$

$e^- + e^+ \rightarrow 2 \gamma$

$c$

$\beta^+$$\nu_e$

$n \rightarrow p + e + \nu_e$$p \rightarrow n + \overline{\nu_e} + e^+$$W^+$$W^-$$Z^0$

Bất cứ lúc nào nếu một electron được tạo ra, cũng có một antineutrino electron được tạo ra với nó. Điều quan trọng là, cả hai vẫn giữ nguyên:

• các số lepton (tổng số electron và neutrino electron, phản hạt đếm tiêu cực)
• và điện tích (electron: -1, positron: +1, proton: +1, neutron: 0, neutrino: 0)

Tất cả các phản ứng trong các ngôi sao giữ các luật này.

Các ngôi sao Ps đang hợp nhất chủ yếu là hydro với các nguyên tố nặng hơn. Hydrogen không có neutron, tất cả các nguyên tố nặng hơn đều có (thông thường, khi số proton của hạt nhân tăng lên, tỷ lệ của neutron cũng tăng theo). Do đó, xu hướng dài hạn thực sự là số lượng electron và proton đang giảm dần trong các ngôi sao, trong khi số lượng neutron tăng lên. Không có gì thay thế chúng. Cuối cùng, chỉ có thể có ở những ngôi sao lớn hơn (lớn hơn nhiều so với Mặt trời) là những ngôi sao neutron, chỉ có rất ít electron (và proton), và ngôi sao chủ yếu là một quả bóng neutron lớn.

Tôi đang ăn cắp một chút từ các câu trả lời khác, chỉ để làm rõ vấn đề ở đây. Điều tiếp theo không phải là chính xác làm thế nào tất cả xảy ra, nhưng nên làm rõ cách thức các electron và positron được cân bằng.

Chìa khóa của câu trả lời là trong phần phản ứng này: hai nguyên tử hydro trở thành một nguyên tử hydro. Một nguyên tử hydro được tạo thành từ một electron và một proton và không hoặc nhiều neutron. Bây giờ trong bước này, trong một nguyên tử hydro proton nhảy vào neutron, phát ra positron, do đó có thể tiêu diệt electron của nguyên tử hydro nói trên. Do đó, kết quả là nguyên tử hydro (với một proton và một neutron và một electron) và hai tia gamma.