Античастинка
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Античасти́нки — частинки з рівним, але протилежного знака електричним зарядом і магнетним моментом в порівнянні з відповідними елементарними частинками, напр. антипротон — протон, позитрон — електрон. Антиатоми і антиядра можна одержати з відповідних атомів та ядер заміною всіх елементарних частинок, що входять до їхнього складу, на А. Першою була відкрита 1932 А. електрона — позитрон (К. - Д. Андерсон, США). 1955 в Берклі (США) Е. Сегре, К. Віганд, Т. Іпсілантіс та О. Чемберлен відкрили антипротон, використавши потоки протонів, прискорені до великих енергій синхрофазотроном Згодом там же спостерігали і антинейтрони, які одержували перезарядженням антипротонів. Частинки взаємодіють з А. головним чином шляхом анігіляції, напр. e- + e+ -> 2γ; p+ + + p- ->2γ1, де e- і e+ — електрон і позитрон, p+ і p- — протон і антипротон, γ1 — фотони. За законом збереження енергії і співвідношенням E = mc2 енергія фотонів дорівнює Wk + 2mc2, де Wk — повна кінетична енергія частинки і А. разом, 2m — їхня маса спокою. А. утворюється разом з відповідною частинкою в реакціях зіткнення швидких частинок, кінетична енергія яких повинна перевищувати 2mc2. Існування позитрона випливає з рівняння Дірака (див. квантова механіка). Особливістю рівняння Дірака є наявність серед його розв'язків таких функцій, що описують частинки з негативною повною енергією. Для усунення цього висновку, який не має фіз. змісту, застосовують спеціальну операцію, яка полягає в перетворенні функцій, що описують частинки з негативною повною енергією і негативним електр. зарядом, на функції, що описують частинки з позитивною повною енергією і позитивним електр. зарядом, тобто позитроном. Спостережувана симетрія між частинками і античастинками теоретично відображається в тому, що відповідні рівняння не змінюють своєї форми при застосуванні до них операції т. з. зарядового спряження, тобто заміни всіх частинок на А. і одночасного обернення знака електромагніт, поля. За сучас. уявленнями всі відомі елементарні частинки (нейтрони, мезони, нуклони, гіперони) мають А., причому, що саме назвати частинкою, а що — античастинкою, — є питанням визначення. Напр., розглядаючи пару частинок π± — мезони, можна назвати π+ частинкою, а π- А., або ж навпаки. Частинка, тотожна своїй А. (частинка, що не має заряду і магніт, моменту), називається істинно нейтральною (π°-мезон, фотон). Проте система, що не має ні заряду, ні магніт. моменту, може і не бути істинно нейтральною. Напр., атом водню з нульовим магнітним моментом не тотожний своєму антиато-му, тобто антипротону з позитроном на орбіті. Оскільки при операції зарядового спряження істинно нейтральна частинка переходить сама в себе, її хвильова функція повинна множитися на +1 або на —1 (див. Квантова механіка). У зв'язку з цим запроваджують поняття зарядової парності: частинку, хвильова функція якої при зарядовому спряженні множиться на +1, наз. зарядово парною, в протилежному випадку — зарядово непарною. Хвильова функція фотона лінійно виражається через компоненти електромагнетного поля і при операції зарядового спряження змінює знак, тобто фотон — частинка зарядово непарна. Якщо припустити, що в реакціях з елементарними частинками зарядова парність зберігається, то π°-мезон слід вважати частинкою зарядово парною, оскільки він розпадається на два фотони. Закон збереження зарядової парності підтверджується розпадом позитронія. Перебуваючи в першому збудженому стані системою зарядово непарною, позитроній згідно з теорією може розпадатись мінімум на три фотони, що й спостерігається в експериментах.
античастинки, елементарні частинки, що мають ту ж масу, спін, час життя і деякі інші внутрішні характеристики, що і їх "двійники"-частинки, Але, що відрізняються від них знаками електричного заряду, магнітного моменту, баріонного заряду. Всі елементарні частинки, крім абсолютно нейтральних, мають свої античастинки. Речовина, що цілком складається з античастинок називається антиматерія. При зіткненні частинок і античастинок відбувається анігіляція.