Yüksek enerji fiziği nedir

Bir elektron ve bir pozitron, her birinin durgun kütlesi \( 9.11 \times 10^{-31} \) kg olan parçacıklardır. Bu iki parçacık çarpıştığında tamamen yok olur (annihilasyon) ve enerji fotonlara dönüşür. Çarpışma sonucu açığa çıkan toplam enerjiyi (Mega elektronvolt, MeV cinsinden) hesaplayınız.
(Bilgi: \( 1 \text{ eV} = 1.602 \times 10^{-19} \text{ J}\), \( c = 3 \times 10^8 \) m/s)

💡 Kütle-enerji denkliği formülünü \( E = mc^2 \) kullanacağız. Toplam enerji, iki parçacığın durgun enerjilerinin toplamına eşittir.

• ➡️ Adım 1: Bir elektronun durgun enerjisini Joule cinsinden hesaplayalım.
  \( E_{e} = m_e c^2 = (9.11 \times 10^{-31}) \times (3.0 \times 10^8)^2 \)
  \( E_{e} = 9.11 \times 10^{-31} \times 9 \times 10^{16} = 81.99 \times 10^{-15} \approx 8.199 \times 10^{-14} \text{ J} \)
• ➡️ Adım 2: İki parçacık olduğu için toplam enerjiyi bulalım.
  \( E_{toplam} = 2 \times E_{e} = 2 \times 8.199 \times 10^{-14} = 1.6398 \times 10^{-13} \text{ J} \)
• ➡️ Adım 3: Enerjiyi eV ve MeV cinsine çevirelim.
  \( E_{toplam (eV)} = \frac{1.6398 \times 10^{-13} \text{ J}}{1.602 \times 10^{-19} \text{ J/eV}} \approx 1.023 \times 10^{6} \text{ eV} = 1.023 \text{ MeV} \)

✅ Sonuç: Çarpışma sonucu açığa çıkan toplam enerji yaklaşık \( \mathbf{1.02 \text{ MeV}} \)'dir. (Bu, bir elektronun durgun enerjisinin 0.511 MeV olduğu standart değerle uyumludur.)