Halaman ini berisi artikel tentang proses fisika dari anihilasi partikel–antipartikel. Untuk kegunaan lain, lihat Anihilasi (disambiguasi).
Suatu diagram Feynman yang menunjukkan pemusnahan bersama pasangan elektronpositron dalam keadaan terikat ke dalam dua foton. Keadaan terikat ini lebih dikenal sebagai positronium.
Dalam fisika partikel, anihilasi adalah proses yang terjadi ketika partikel subatomik bertabrakan dengan antipartikel terkait untuk menghasilkan partikel lain, seperti elektron yang bertabrakan dengan positron untuk menghasilkan dua foton[1] Total energi dan momentum pasangan awal terjaga dalam proses tersebut, dan, lebih umum didistribusikan di antara satu pasang partikel lain dalam keadaan akhir. Antipartikel memiliki jumlah aditif bilangan kuantum yang berlawanan dari partikel, sehingga jumlah semua bilangan kuantum pasangan asli tersebut adalah nol. Oleh karenanya, setiap rangkaian partikel dapat diproduksi dimana jumlah kuantum totalnya juga nol selama konservasi energi dan konservasi momentum dipatuhi.[2]
Selama anihilasi berenergi rendah, produksi foton mungkin terjadi, karena partikel ini tidak memiliki massa. Namun, penumbukan partikel berenergi tinggi menghasilkan pemusnahan dimana berbagai macam partikel berat tercipta.
Kata pemusnahan juga dapat digunakan secara tidak resmi untuk interaksi dua partikel yang tidak saling antipartikel (bukan muatan konjugat). Beberapa bilangan kuantum mungkin kemudian tidak berjumlah nol pada keadaan awal, tetapi harus dijaga, dengan jumlah yang sama pada keadaan akhir. Contohnya adalah "penghancuran" berenergi tinggi antineutrino elektron dengan elektron untuk menghasilkan W−.
Jika partikel pemusnah adalah komposit, seperti meson atau baryon, maka beberapa partikel berbeda biasanya diproduksi pada keadaan akhir.
Produksi boson tunggal
Jika dua partikel pemula bersifat elementer (bukan komposit), maka mereka dapat bergabung untuk menghasilkan hanya satu boson elementer tunggal, seperti foton (γ), gluon (g), Z, atau Higgs boson (H0). Jika total energi dalam bingkai pusat momentum sama dengan massa diam dari suatu boson nyata (yang mustahil bagi boson tanpa massa seperti partikel γ), maka partikel yang dibuat akan terus ada sampai meluruh sesuai dengan waktu hidupnya. Jika tidak, prosesnya dipahami sebagai penciptaan awal boson yaitu virtual, yang segera berubah menjadi partikel nyata + pasangan antipartikelnya. Hal ini disebut proses s-channel. Contohnya adalah pemusnahan elektron dengan positron untuk menghasilkan foton virtual, yang diubah menjadi muon dan anti-muon. Jika energinya cukup besar, suatu Z dapat menggantikan foton.
