Annihilation électrons-positrons
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L'annihilation électrons-positrons est le phénomène qui s'est déroulé dans l'univers primordial lors duquel les électrons et leur antiparticule les positrons se sont annihilés en produisant des photons. Le phénomène s'est produit lorsque la température de l'univers était de l'ordre de celle correspondant à l'énergie de masse des électrons, soit 511 keV, ou 5 milliards de degrés. Cet événement suit de près le découplage des neutrinos (vers 1 MeV) et précède la nucléosynthèse primordiale (0,1 MeV), qui permet d'ailleurs de vérifier indirectement son existence.
[modifier] Processus physiques en jeu
À haute température, électrons, positrons, neutrinos, antineutrinos et photons se trouvent à l'équilibre thermique. Toutes ces espèces coexistent avec des densités semblables, et possèdent la même température, qui fixe leur densité d'énergie respective. Les paires électrons-positrons peuvent s'annihiler en créant des paires de photons ou des paires neutrinos-antineutrinos. En dessous de la température de 1 MeV (dix milliards de degrés), les neutrinos se découplent des électrons, positrons, et photons car l'interaction faible devient négligeable à basse énergie. Quand la température descend en-dessous de l'énergie de masse, les électrons et positrons s'annihilent par paires en produisant deux photons. La réaction inverse ne peut en effet plus se produire car l'énergie moyenne des photons est inférieure à l'énergie de masse des électrons et positrons. L'énergie des paires électrons-positrons se trouve alors intégralement convertie sous forme de photons. Comparativement aux neutrinos, les photons voient alors leur énergie moyenne augmenter.
