25900 авторів і 91 редактор відповіли на 98952 питання,
розмістивши 129771 посилання на 81900 сайтів, приєднуйтесь!

Реклама партнерів:

Коли було передбачене існування античастинок?

РедагуватиУ обранеДрук

Античастинка - частинка-двійник деякої іншої елементарної частинки, що володіє тією ж масою і тим же спіном, але відрізняється від неї знаками деяких характеристик взаємодії (зарядів, таких як електричний і колірної заряди, баріонна і лептонів квантові числа).

Саме визначення того, що називати «часткою» у парі частинка-античастинка, значною мірою умовно. Однак при цьому виборі «частки» її античастинка визначається однозначно. Збереження баріонів числа в процесах слабкої взаємодії дозволяє по ланцюжку розпадів баріонів визначити «частку» в будь-якій парі баріон-антібаріонов. Вибір електрона як «частки» в парі електрон-позитрон фіксує (внаслідок збереження лептонного числа в процесах слабкої взаємодії) визначення стану «частки» в парі електронних нейтрино-антинейтрино. Переходи між лептонами різних поколінь не спостерігалися, так що визначення «частки» в кожному поколінні лептонів, взагалі кажучи, може бути проведено незалежно. Зазвичай за аналогією з електроном «частками» називають негативно заряджені лептони, що при збереженні лептонного числа визначає відповідні нейтрино і антинейтрино. Для бозонів поняття «частка» може фіксуватися визначенням, наприклад, гіперзаряд.

Існування античастинок було передбачене П. А. М. Діраком. Отримане їм в 1928 році квантове релятивістське рівняння руху електрона (рівняння Дірака) з необхідністю містило рішення з негативними енергіями. Надалі було показано, що зникнення електрона з негативною енергією слід інтерпретувати як виникнення частинки (тієї ж маси) з позитивною енергією і з позитивним електричним зарядом, т. Е. Античастинки по відношенню до електрона. Ця частинка - позитрон - була відкрита в 1932 році.

У наступних експериментах було встановлено, що не тільки електрон, але і всі інші частинки мають свої античастинки. У 1936 році в космічних променях були відкриті мюон (mu--) І mu-+ його античастинка, а в 1947 - pi-- і pi-+ - мезони, складові пару частинка - антічастіца- в 1955 в дослідах на прискорювачі зареєстрований Антипротон, в 1956 - антинейтрон і т. д. До теперішнього часу спостерігалися античастинки практично всіх відомих частинок, і не викликає сумніву, що античастинки є у всіх частинок.


Істинно нейтральні частинки

Для деяких нейтральних частинок, античастинка тотожно збігається з часткою. Це, зокрема, фотон, нейтральний пі-мезон, ця-мезон та інші кварконіі, хіггсовський бозон, Z-бозон, гравітон. Такі частинки називають істинно нейтральними. Підкреслимо, що електрично нейтральні частинки можуть і не збігатися зі своїми античастинками. Це, зокрема, стосується нейтрона, нейтрино, нейтрального каона і т. Д.

Всі відомі істинно нейтральні частинки - бозони, проте в принципі можуть існувати й істинно нейтральні ферміони (т. Зв. майорановскіе частинки).

Осциляції

Якщо будь-яке з квантових чисел електрично нейтральної частинки не зберігається строго, то можливі переходи (осциляції) між станами частинки і її античастинки. У цьому випадку стану з певним несохраняющейся квантовим числом не є власними станами оператора енергії-імпульсу, а являють собою суперпозиції істинно нейтральних станів з певними значеннями маси.



Народження і анігіляція

Народження античастинок відбувається в зіткненнях частинок речовини, розігнаних до енергій, що перевершують поріг народження пари частинка-античастинка (див. Народження пар). У лабораторних умовах античастинки народжуються у взаємодіях частинок на ускорітелях- зберігання утворюються античастинок здійснюють у накопичувальних кільцях при високому вакуумі. У природних умовах античастинки народжуються при взаємодії первинних космічних променів з речовиною, наприклад, атмосфери Землі, а також повинні народжуватися в околицях пульсарів і активних ядер галактик. Теоретична астрофізика розглядає освіту античастинок (позитронів, антінуклонов) при акреції речовини на чорні діри.

В рамках сучасної космології розглядають народження античастинок при випаровуванні первинних чорних дір малої маси. При температурах, що перевищують енергію спокою часток даного сорту (в енергетичній системі одиниць), пари частинка-античастинка присутні в рівновазі з речовиною і електромагнітним випромінюванням. Такі умови можуть реалізовуватися для електрон-позитронного пар в гарячих ядрах масивних зірок. Відповідно до теорії гарячого Всесвіту, на дуже ранніх стадіях розширення Всесвіту в рівновазі з речовиною і випромінюванням знаходилися пари частинка-античастинка всіх сортів. Відповідно до моделями великого об'єднання ефекти порушення С- і CP-інваріантності в нерівноважних процесах з незбереження баріонів числа могли привести в дуже ранньому Всесвіті до баріонів асиметрії Всесвіту навіть в умовах суворого початкового рівності числа частинок і античастинок. Це дає фізичне обгрунтування відсутності спостережних даних про існування у Всесвіті об'єктів з античастинок.

При зіткненні частинки зі своєю античастинкою можлива їх анігіляція.


Джерело: Античастинки - Вікіпедія


Додатково:

Реклама партнерів:

РедагуватиУ обранеДрук


«Коли було передбачене існування античастинок?»

В інших пошукових системах:

GoogleЯndexRamblerВікіпедія

» » Коли було передбачене існування античастинок?