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물질과 반물질이 만나면 왜 사라지면서 빛이 될까?

양전자와 전자가 만나면 정말 «사라지고» 빛만 남을까요?

무슨 일이 일어났나

물질과 반물질이 만나면 서로 없어지며 에너지를 내는데(DOE), 이때 사라진 질량은 E = mc² 만큼의 빛 에너지가 됩니다(DOE).

전자 하나의 정지 에너지는 0.511 MeV 이고(CODATA), 양전자와 전자는 보통 반대 방향으로 날아가는 감마선 두 개가 됩니다(LBL). 시뮬레이터에서 두 광자 에너지의 합은 164 fJ 입니다.

PET 촬영은 이 쌍소멸을 이용합니다(APS) — 두 검출기가 함께 울리면 그 사이 줄 위 어딘가에서 소멸이 일어났다고 보고 줄을 겹쳐 그림을 만듭니다. 시뮬레이터의 PET 약 플루오린-18 반감기는 6.59 ks(약 110 분)입니다.

반양성자와 양성자가 만날 때의 소멸은 이보다 더 복잡합니다(LBL).

병원의 PET 영상은 몸속 약에서 나온 양전자가 전자와 만나 사라질 때 나오는 두 광자를 잡아 만듭니다(APS).
APS 에 따르면 CERN 이 한 해 동안 만든 반양성자로는 100 W 전구를 3 초 켤 수 있을 뿐이라, 반물질을 연료처럼 모아 쓰기는 아주 어렵습니다.

https://www.energy.gov/science/doe-explainsantimatter(확인 2026-11-12)
https://www2.lbl.gov/abc/wallchart/chapters/05/3.html(확인 2026-11-12)
https://www.energy.gov/science/doe-explainsrelativity(확인 2026-11-12)
https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mec2mev(확인 2026-11-12)
https://www.aps.org/apsnews/2004/08/discovery-positron-1932(확인 2026-11-12)
https://www.aps.org/funding-recognition/historic-sites/caltech(확인 2026-11-12)