איון (פיזיקה)

איון או אניהילציה (מלטינית Annihilatio, השמדה) הוא תהליך בפיזיקת חלקיקים שבו חלקיק ואנטי-חלקיק מתנגשים במרחב-זמן והופכים לחלקיקים שונים מהמקוריים.

התוצאה יכולה להיות זוג חדש של חלקיק ואנטי-חלקיק, או חלקיקים אחרים כמו פוטונים (חלקיקי אור) וגלואונים (חלקיקים שנושאים את הכוח החזק). תהליכי איון חייבים לקיים חוקי שימור בסיסיים: שימור המטען החשמלי, האנרגיה, התנע והתנע הזוויתי. חוקים אלה הם שימורי חזק (exact conservation laws), הם לא מופרעים.

יש גם גדלים שהשימור שלהם יכול להישבר. דוגמה היא "טעם" (סוג החלקיק). הכוח החלש יכול לשבור את שימור הטעם. לכן, איון של פרוטון ואנטיפרוטון, כפי שמבצעים, בין היתר, במאיץ החלקיקים LHC, יכול להוביל ליצירת פרוטון ואנטיפרוטון חדשים, או לחילופין לחלקיקים שונים לחלוטין, למשל שני פוטונים או שני מזונים. יכולתו של הכוח החלש לייצר חלקיקים שונים מתוך איון התחילתי היא הבסיס לפעולתם של מאיצי חלקיקים ולפיזיקת החלקיקים המודרנית.

התהליך ההפוך הוא יצירת זוג (pair creation). בתהליך זה נוצר זוג של חלקיק ואנטי-חלקיק אחרי אינטראקציה של שני בוזונים (חלקיקים שנושאים כוחות), בראשם פוטונים. כי לפוטון אין אנטי-חלקיק, לא ניתן לומר שהוא "מאיין" פוטון אחר. יצירת זוג נקראת גם יצירת חומר.

איון (אניהילציה) קורה כשחלקיק פוגש את האנטי-חלקיק שלו. אנטי-חלקיק הוא גרסה הפוכה של החלקיק.

שניהם נעלמים ואז יוצרים חלקיקים אחרים. לפעמים נוצר זוג חדש של חלקיק ואנטי-חלקיק. לפעמים נוצרים חלקיקים של אור שנקראים פוטונים. פוטון הוא חלקיק אור.

יש חוקים שלא ניתנים לשבירה. למשל שימור המטען ושימור האנרגיה. זה אומר שסכום המטענים והאנרגיה נשאר אותו דבר.

ההפך מאיון נקרא יצירת זוג. שני פוטונים יכולים ליצור חלקיק ואנטי-חלקיק. את זה גם קוראים יצירת חומר.