Proceso por el cual una partícula de energía suficiente crea dos o más partículas diferentes.Este proceso es característico de los aceleradores de partículas, donde se hacen colisionar partículas como electrones y positrones de muy alta energía apareciendo toda clase de partículas que desconocíamos anteriormente. También es característico en algunas reacciones nucleares de alta energía y en los rayos cósmicos, donde se generan fotones (o rayos gamma) de alta energía que pueden crear dos o más partículas de masa igual o menor a la energía del fotón. Es característica la reacción γ → e+ + e- , donde el fotón debe tener al menos una energía igual a la masa del electrón y el positrón (ambos tienen una energía en reposo de 511 keV), es decir, 1.022 keV ó 1,022 MeV, para poder generar las partículas. Generalmente este proceso viene seguido del inverso, en el que el positrón generado se aniquila con un electrón de la materia que existe alrededor. Para que se dé este proceso es imprescindible que exista en las cercanías del fotón inicial un núcleo (para que se cumplan las leyes de conservación de momento y energía).

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Pair production is the creation of an elementary particle and its antiparticle, for example creating an electron and positron, a muon and antimuon, or a proton and antiproton. Pair production often refers specifically to a photon creating an electron-positron pair near a nucleus but can more generally refer to any neutral boson creating a particle-antiparticle pair. In order for pair production to occur, the incoming energy of the interaction must be above a threshold in order to create the pair – at least the total rest mass energy of the two particles – and that the situation allows both energy and momentum to be conserved. However, all other conserved quantum numbers (angular momentum, electric charge, lepton number) of the produced particles must sum to zero – thus the created particles shall have opposite values of each other. For instance, if one particle has electric charge of +1 the other must have electric charge of −1, or if one particle has strangeness of +1 then another one must have strangeness of −1. The probability of pair production in photon-matter interactions increases with photon energy and also increases approximately as the square of atomic number of the nearby atom.

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