1979年，七颗人造卫星同时接收到来自远方的中子星发射的γ射线，经分析确认，这些γ光子是由电子-正电子

1979年，七颗人造卫星同时接收到来自远方的中子星发射的γ射线，经分析确认，这些γ光子是由电子-正电子湮没时放出的，即e+e+→nγ，其中n表示光子的数目．已知电子、正电子的静止质量m0=8.2×10-14J/c2．静止质量为m0的粒子，其能量E和动量P满足E2=c2p2+m 20c4式中c表示光速．普朗克恒量h=6.63×10-34J?s．（1）试证明n≠1．（2）若电子、正电子的动量为零，n=2，求γ光子的频率．

（1）证明：在电子-正电子湮没的过程中，正电子与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，因为此过程遵循动量守恒，故如果只产生一个光子是不可能的．即：n≠1．
（2）若电子、正电子的动量为零，其能量E和动量P满足E2=c2p2+m
  2
0
c4式，产生的能量是由于质量亏损．两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，故每一个光子的能量为
2×E
2 ＝E，则：E=hv
代入数据得：v＝
E
h ＝




c2×0+
m 2
0
c4
h ＝
m0c2
h ＝
8.2×10?14
6.63×10?34 Hz＝1.27×1020Hz
答：（1）证明如前；
（2）若电子、正电子的动量为零，n=2，γ光子的频率是1.27×1020Hz．

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