Šrēdingera vienādojums neņem vērā relativistiskās sekas un nevar aprakstīt daļiņas ar spinu (Šrēdingera vienādojumā spina jēdziens nepastāv). Tā vietā relativistiskajām daļiņām tiek izmantots Diraka vienādojums. Izmantojot šo vienādojumu, Diraks prognozēja pozitrona, elektrona antidaļiņas, esamību.

No daļiņu enerģijas relatīvistiskās izteiksmes

No tā izriet, ka elektrona enerģijai var būt gan pozitīvas, gan negatīvas vērtības.

Starp lielāko negatīvo enerģiju un mazāko pozitīvo enerģiju ir enerģijas vērtību intervāls ar platumu, kuru nevar realizēt.

No Diraka vienādojuma izriet, ka ir divi enerģijas īpašvērtību diapazoni: viens sākas un sniedzas līdz, otrs sākas no un stiepjas līdz. Šos reģionus atdala joslas sprauga.

No Einšteina formulas izriet, ka apgabalam ar negatīvu enerģiju arī elektrona masa ir negatīva. Daļiņai ar negatīvu masu ir daudz neparastu īpašību. Piemēram, bremzēšanas spēka iedarbībā tas paātrinās, veicot darbu pie bremzēšanas spēka avota. Ar negatīvo masu ir saistītas daudzas citas neparastas īpašības. Šīs īpašības neparādās eksperimentāli.

Lai pārvarētu grūtības, kas saistītas ar negatīvām masām, Diraks pieņēma, ka visus līmeņus ar negatīvu enerģiju jau aizņem elektroni. Tad, pamatojoties uz Pauli principu, jauni elektroni vairs nevarēs pārvietoties uz šiem līmeņiem un paliks augšējos pozitīvajos līmeņos. Situācija atgādina zemāko elektronu līmeņu aizpildīšanas shēmu metālos, kad fizikālajos procesos galvenokārt tiek iesaistīti elektroni ar enerģijām, kas ir tuvu Fermi enerģijai. Attēlā (shēma a) parādīti diskrēti elektrona enerģijas līmeņi, kas atdalīti ar aizliegto enerģiju intervāliem.

Ja vienam no elektroniem negatīvā līmenī tiek dota enerģija

tad šis elektrons nonāks stāvoklī ar pozitīvu enerģiju un izturēsies parastajā veidā, kā daļiņa ar pozitīvu masu un negatīvu lādiņu (shēma b). Šajā gadījumā negatīvos enerģijas līmeņos izveidotajam “caurumam” vajadzētu uzvesties kā elektronam ar pozitīvu lādiņu. Šo teorētiski paredzēto daļiņu sauca par pozitronu. Neilgi pēc tam, kad Diraks teorētiski paredzēja pozitrona esamību un aprakstīja tā īpašības, tas tika atklāts eksperimentāli.

Kad pozitrons satiekas ar elektronu, tie iznīcinās, veidojot divus (trīs) fotonus

Shematiski elektronu-pozitronu pāra veidošanās un iznīcināšanas procesu var attēlot tāpat kā pusvadītājus elektronu caurumu vadīšanas mehānismā.

Attēlā b parādīta elektronu-pozitronu pāra dzimšanas un anihilācijas shēma: 1 - elektronu-pozitronu pāra dzimšana, 2 - līdzīga pāra iznīcināšana. Elektronu-pozitronu pāru dzimšana notiek, kad α-fotoni iziet cauri matērijai. Var parādīt, ka pāra izveidošanai nepieciešams, lai uz?-fotona ceļā būtu lādiņš, piemēram, elektrons, protons, kodols, ... pārim pie elektrona ir forma

Kad saduras divi elektroni

Diraka vienādojums ir piemērojams ne tikai elektroniem, bet arī citām daļiņām ar spinu 1/2. Tāpēc katrai šādai daļiņai ir antidaļiņa. Protonu-antiprotonu pāra veidošanās var notikt saskaņā ar shēmu

Šīs reakcijas notiek, kad protons saduras ar protonu vai protons ar neitronu. Attiecīgo reakciju sliekšņi ir 5,6 GeV un 4,5 GeV. Šādas enerģijas protoni iegūst pie mūsdienu paātrinātājiem (sinhrofazotroniem), kur tika novērotas atbilstošās reakcijas.

Antidaļiņas parasti apzīmē ar tildi (~). Antiprotons no protona atšķiras ar elektriskā lādiņa zīmi (ir negatīvs lādiņš) un sava magnētiskā momenta virzienu (jo griešanās virziens un magnētiskais moments ir pretēji).

Antidaļiņas pastāv ne tikai fermionos, bet arī bozonos. Tā, piemēram, -mezons ir -mezona antidaļiņa. Ir daļiņas, kas ir identiskas to antidaļiņām (t.i., tām nav antidaļiņu). Šādas daļiņas sauc par absolūti neitrālām. Tajos ietilpst fotons, -mezons, ?-mezons. Viņi nebeidzas, kad satiekas.

Leptoniem, bozoniem un protoniem daļiņas un antidaļiņas atšķiras pēc to elektriskā lādiņa zīmes. Citām daļiņām, piemēram, hiperoniem, antidaļiņas atšķiras no daļiņām ar bariona lādiņa zīmi. Neitrīni un antineutrīni atšķiras ar leptona lādiņa zīmi.

No kvantu teorijas vispārējiem principiem izriet, ka daļiņām un antidaļiņām jābūt vienādām masām, vienādiem kalpošanas laikiem vakuumā, vienādiem modulim, bet pretēji zīmēm elektriskajiem lādiņiem un magnētiskajiem momentiem, vienādiem spiniem un izotopu spiniem, un tiem pašiem citiem kvantiem. elementārdaļiņām piešķirtie skaitļi.

Kombinējot, antidaļiņas var veidot kodolus un atomus no antimateriāla. Kad antimatērija satiekas ar parasto matēriju, notiek iznīcināšana, atbrīvojoties milzīgai enerģijai (viela pārvēršas starojumā). Tagad antikodolus ražo tikai laboratorijās.

Faktiski apgalvojums, ka daļiņu un antidaļiņu mijiedarbība vienmēr ir saistīta ar fotonu veidošanos, ir nepatiess pat attiecībā uz elektroniem un pozitroniem. Brīvais elektronu-pozitronu pāris iznīcinās, veidojot elektromagnētiskos kvantus tikai tad, ja tā enerģija nav pārāk augsta. Ļoti ātri elektroni un pozitroni spēj radīt pozitīvus un negatīvus pi-mezonus (tie arī ir pioni), plus- un mīnus-mūonus, protonus un antiprotonus un pat vēl smagākas daļiņas – pietiktu tikai ar enerģiju. Lēni protoni un antiprotoni iznīcināšanas laikā rada lādētus un neitrālus pionus (un ātrie - citas daļiņas), kas sadalās gamma kvantos, mionos un neitrīnos. Principā daļiņas un tās antikopijas sadursme var izraisīt jebkuru no daļiņu kombinācijām, kuras neaizliedz simetrijas principi un saglabāšanas likumi.

Var šķist, ka iznīcināšana neatšķiras no citām starpdaļiņu mijiedarbībām, taču tai ir viena būtiska iezīme. Lai stabilas daļiņas, piemēram, protoni vai elektroni, satiekoties radītu eksotisku mikrokosmosa iemītnieku lietu, tās ir pareizi jāizkliedē. Lēnie protoni vienkārši mainīs ātrumu, kad tie satiksies – ar to viss beigsies. Bet protons un antiprotons, tuvojoties, vai nu elastīgi izkliedējas un izkliedējas, vai iznīcina un rada sekundāras daļiņas.

Viss iepriekš minētais attiecas uz brīvo daļiņu iznīcināšanu. Ja vismaz viens no tiem ir daļa no kvantu sistēmas, principā situācija paliek nemainīga, bet alternatīvas mainās. Piemēram, brīvā elektrona un brīvā pozitrona iznīcināšana nekad nevar radīt tikai vienu kvantu – impulsa nezūdamības likums to neļauj. To ir visvieglāk redzēt, ja strādājat sadursmes pāra inerces centra sistēmā - tad sākotnējais impulss būs vienāds ar nulli un tāpēc nevar sakrist ar viena fotona impulsu neatkarīgi no tā, kur tas lido. Ja pozitrons satiekas ar elektronu, kas ir, teiksim, ūdeņraža atoma daļa, iespējama arī viena fotona anihilācija – šajā gadījumā daļa impulsa tiks pārnesta uz atoma kodolu.

KAS PAR ANTIGRAVU?

Angļu fiziķis Arturs Šusters uzskatīja, ka parastā viela gravitācijas ceļā atgrūž antimateriālu, taču mūsdienu zinātne to uzskata par maz ticamu. No visvispārīgākajiem mikropasaules likumu simetrijas principiem izriet, ka antidaļiņas citai pievelk ar gravitāciju, tāpat kā daļiņas bez prefiksa "anti". Jautājums par to, kāda ir daļiņu un antidaļiņu gravitācijas mijiedarbība, vēl nav pilnībā atrisināts, taču atbilde uz to ir gandrīz acīmredzama.
Sāksim ar Einšteina vispārējo relativitātes teoriju. Tas ir balstīts uz stingras gravitācijas un inerciālo masu vienlīdzības principu, un parastajai vielai šis apgalvojums ir eksperimentāli apstiprināts ar daudziem ļoti precīziem mērījumiem. Tā kā daļiņas inerciālā masa ir precīzi vienāda ar tās antidaļiņas masu, šķiet, ka ļoti iespējams, ka arī to gravitācijas masas ir vienādas. Tomēr tas joprojām ir pieņēmums, kaut arī ļoti ticams, un to nevar pierādīt ar vispārējās relativitātes teorijas palīdzību.

Tā ir starojuma reģistrācija ar iznīcināšanai raksturīgu enerģiju vai tieša antidaļiņu reģistrācija pēc masas un lādiņa. Tā kā antiprotoni un antihēlija kodoli nevar lidot cauri atmosfērai, tos var noteikt tikai ar gaisa balonu augstajos atmosfēras slāņos paceltiem instrumentiem vai orbitālajiem instrumentiem, piemēram, stacijā Mir piegādāto magnētisko alfa spektrometru AMS-01. 1998. gadā vai tā krietni uzlabotajam līdziniekam AMS-02 (attēlā), kas sāks darbu SKS.

GALVENIE ANTIMATERIJAS MEKLĒŠANAS VEIDI

Vēl viens arguments pret gravitācijas atgrūšanu starp matēriju un antimateriālu izriet no kvantu mehānikas. Atcerieties, ka hadronus (daļiņas, kas piedalās spēcīgā mijiedarbībā) veido kvarki, kas salīmēti kopā ar gluona saitēm. Katrs barions sastāv no trim kvarkiem, savukārt mezoni sastāv no sapārotām kvarku un antikvarku kombinācijām, un ne vienmēr ir vienādas (mezons, kas sastāv no kvarka un sava antikvarka, ir patiesi neitrāla daļiņa tādā nozīmē, ka tā ir pilnīgi identiska tā antimezonam). Tomēr šīs kvarku struktūras nevar uzskatīt par absolūti stabilām. Piemēram, protonu veido divi U-kvarki, no kuriem katrs nes elementāro elektrisko lādiņu +2/3, un viens d-kvarks ar lādiņu -1/3 (tāpēc protona lādiņš ir +1 ). Taču šie kvarki mijiedarbības ar gluoniem rezultātā uz ļoti īsu laiku var mainīt savu dabu – jo īpaši tie var pārvērsties par antikvarkiem. Ja daļiņas un antidaļiņas gravitācijas ceļā atgrūž viena otru, protona (un, protams, arī neitrona) svaram vajadzētu nedaudz svārstīties. Tomēr līdz šim šāds efekts nav konstatēts nevienā laboratorijā.

Nav šaubu, ka kādreiz Viņa Majestātes Eksperiments atbildēs uz šo jautājumu. Mums vajag nedaudz – uzkrāt vairāk antimatērijas un redzēt, kā tā uzvedas zemes gravitācijas laukā. Tomēr tehniski šie mērījumi ir neticami sarežģīti, un ir grūti paredzēt, kad tos varēs īstenot.

KĀDA IR ATŠĶIRĪBA?

Pēc pozitrona atklāšanas ceturtdaļgadsimtu gandrīz visi fiziķi bija pārliecināti, ka daba neatšķir daļiņas no antidaļiņām. Konkrētāk, tika uzskatīts, ka jebkurš fizisks process, kurā iesaistītas daļiņas, atbilst tieši tam pašam procesam, kurā iesaistītas antidaļiņas, un abi tiek veikti ar tādu pašu varbūtību. Pieejamie eksperimentālie dati liecināja, ka šis princips tiek ievērots visām četrām fundamentālajām mijiedarbībām - spēcīgai, elektromagnētiskai, vājai un gravitācijas.
Un tad uzreiz viss dramatiski mainījās. 1956. gadā amerikāņu fiziķi Li Džundao un Jangs Dženings publicēja Nobela prēmijas laureātu rakstu, kurā viņi apsprieda divu šķietami identisku daļiņu — teta mezona un tau mezona — sadalīšanās grūtības dažādos pionu skaitā. Autori uzsvēra, ka šo problēmu var atrisināt, ja pieņemam, ka šādi sabrukumi ir saistīti ar procesiem, kuru raksturs mainās, pārejot no labās puses uz vēsu, citiem vārdiem sakot, ar spoguļatspīdumu (nedaudz vēlāk fiziķi saprata, ka kopumā mums ir nepieciešams runāt par atspīdumiem katrā no trim koordinātu plaknēm - vai, kas ir tas pats, par visu telpisko koordinātu zīmju maiņu, telpisko inversiju). Tas nozīmē, ka spoguļattēlu process var būt aizliegts vai notikt ar atšķirīgu varbūtību nekā pirms spoguļošanas. Gadu vēlāk amerikāņu eksperimentētāji (kas pieder pie divām neatkarīgām grupām un strādāja ar dažādām metodēm) apstiprināja, ka šādi procesi pastāv.
Tas bija tikai sākums. Tajā pašā laikā PSRS un ASV teorētiskie fiziķi saprata, ka spoguļa simetrijas pārkāpums padara iespējamu simetrijas pārkāpumu attiecībā uz daļiņu aizstāšanu ar antidaļiņām, kas arī vairākkārt tika pierādīts eksperimentos. Ir vērts atzīmēt, ka neilgi pirms Lī un Janga, bet vēl tajā pašā 1956. gadā, par iespēju lauzt spoguļa simetriju runāja eksperimentālais fiziķis Martins Bloks un izcilais teorētiķis Ričards Feinmens, taču viņi nekad nepublicēja šos apsvērumus.

Vienā no pēdējām atspoles misijām (STS-134) 2010. gadā SKS tiks piegādāts jauns zinātnisks instruments Alfa magnētiskais spektrometrs (AMS-02, Alpha Magnetic Spectrometer). Tā AMS-01 prototips tika piegādāts uz kosmosa stacijas Mir 1998. gadā un apstiprināja koncepcijas veiktspēju. Zinātniskās programmas galvenais mērķis būs pētīt un ar augstu precizitāti izmērīt kosmisko staru sastāvu, kā arī meklēt eksotiskas matērijas formas - tumšo vielu, dīvaino vielu (daļiņas, kas satur dīvainus (s) kvarkus), kā kā arī antimateriālu - jo īpaši antihēlija kodolus.

AMS TO ISS

Fiziķi spoguļatspīdumu tradicionāli apzīmē ar latīņu burtu P, bet daļiņu aizstāšanu ar to antidaļiņām ar burtu C. Abas simetrijas tiek pārkāptas tikai procesos, kas saistīti ar vājo mijiedarbību, kas ir atbildīga par atomu kodolu beta sabrukšanu. No tā izriet, ka vājās mijiedarbības dēļ pastāv atšķirības daļiņu un antidaļiņu uzvedībā.
Dīvains spoguļa simetrijas pārkāpums, kas atdzīvināts, mēģina to kaut kādā veidā kompensēt. Jau 1956. gadā Lī un Jangs un neatkarīgi Lev Landau ierosināja, ka daba neatšķir sistēmas, kas iegūtas viena no otras, kopīgi piemērojot transformācijas C un P (tā sauktā CP simetrija). No teorijas viedokļa šī hipotēze izskatījās ļoti pārliecinoša un turklāt labi saskanēja ar eksperimentālajiem datiem. Tomēr tikai astoņus gadus vēlāk Brukhavenas Nacionālās laboratorijas darbinieki atklāja, ka viens no neuzlādētajiem K-mezoniem (vai, kā tos sauc arī par kaoniem) var sadalīties par pionu pāri. Stingri ievērojot CP-simetriju, šāda transformācija nav iespējama - un tāpēc šī simetrija nav universāla! Tiesa, it kā aizliegto pūšanas īpatsvars nepārsniedza 0,2%, bet tie tomēr notika! Atklājums atnesa Brūkhevenas komandas vadītājiem Džeimsam Kroninam un Valam Fičam Nobela prēmiju fizikā.

SIMETRIJA UN ANTIMATERIJA

CP simetrijas pārkāpumi ir tieši saistīti ar atšķirību starp vielu un antimateriālu. Deviņdesmito gadu beigās CERN tika veikts ļoti skaists eksperiments ar K 0 neitrāliem kaoniem, no kuriem katrs sastāv no d kvarka un masīvāka dīvaina antikvarka. Dabas likumi ļauj antikvarkam zaudēt daļu savas enerģijas un pārvērsties par anti-d. Atbrīvoto enerģiju var izmantot kaona noārdīšanai, taču iespējams, ka blakus esošais d-kvarks to absorbēs un pārvērtīsies par dīvainu kvarku. Tā rezultātā parādīsies daļiņa, kas sastāv no anti-d-kvarka un dīvaina kvarka, tas ir, neitrāla antikaona. Formāli šo transformāciju var raksturot kā CP transformācijas piemērošanas rezultātu kaonam!
Tātad, ja CP simetrija tiek ievērota absolūti stingri, tad neitrālie kaoni K 0 pārvēršas savās antidaļiņās ar tieši tādu pašu varbūtību, jo tajās notiek reversās transformācijas. Jebkurš CP simetrijas pārkāpums radīs izmaiņas vienā no šīm varbūtībām. Ja sagatavojam vienāda skaita neitrālu kaonu un antikaonu staru kūli un sekojam abu daļiņu koncentrācijas dinamikai, varam noskaidrot, vai to kvantu svārstības respektē CP simetriju.

Tieši to ir izdarījuši CERN fiziķi. Viņi atklāja, ka neitrālie antikaoni kļūst par kaoniem nedaudz ātrāk, nekā tie pārvēršas par antikaoniem. Citiem vārdiem sakot, tika atklāts process, kura laikā antimatērija pārvēršas matērijā ātrāk nekā matērija antimaterijā! Maisījumā ar sākotnēji vienādām vielas un antimatērijas proporcijām laika gaitā veidojas pat neliels, bet tomēr izmērāms vielas pārpalikums. Tāds pats efekts tika atklāts eksperimentos ar citām smagajām neitrālajām daļiņām - D 0 -mezoniem un B 0 -mezoniem.
Tādējādi līdz 20. gadsimta beigām eksperimentētāji bija pārliecinoši pierādījuši, ka vājai mijiedarbībai ir atšķirīga ietekme uz daļiņām un antidaļiņām. Lai gan šīs atšķirības pašas par sevi ir ļoti mazas un atklājas tikai dažu ļoti eksotisku daļiņu pārvērtību gaitā, tās visas ir diezgan reālas. Tas nozīmē fiziskas asimetrijas esamību starp vielu un antimateriālu.
Lai pabeigtu attēlu, jāatzīmē vēl viens apstāklis. Pagājušā gadsimta 50. gados tika pierādīts vissvarīgākais relatīvistiskās kvantu mehānikas piedāvājums, CPT teorēma. Tajā teikts, ka daļiņas un antidaļiņas ir stingri simetriskas attiecībā uz CP transformāciju, kam seko laika maiņa (stingri sakot, šī teorēma ir patiesa tikai neņemot vērā gravitāciju, pretējā gadījumā jautājums paliek atklāts). Tāpēc, ja atsevišķos procesos netiek ievērota CP-simetrija, to ātrumam "uz priekšu" un "atpakaļ" (ko uzskatīt par abiem, protams, tas ir vienošanās jautājums) nevajadzētu būt vienādam. Tieši to pierādīja CERN eksperimenti ar neitrāliem kaoniem.

KUR IR ANTIPASAULE?

1933. gadā Pols Diraks bija pārliecināts, ka mūsu Visumā ir veselas antimatērijas salas, ko viņš pieminēja savā Nobela lekcijā. Tomēr mūsdienu zinātnieki uzskata, ka šādu salu nav ne mūsu Galaktikā, ne ārpus tās. Protams, antimatērija kā tāda pastāv. Antidaļiņas rodas daudzos augstas enerģijas procesos - piemēram, zvaigžņu degvielas kodoltermiskā sadegšanā un supernovas sprādzienos. Tie rodas magnetizētas plazmas mākoņos, kas ieskauj neitronu zvaigznes un melnos caurumus, ātro kosmisko daļiņu sadursmēs starpzvaigžņu telpā, zemes atmosfēras bombardēšanas laikā ar kosmiskajiem stariem un, visbeidzot, eksperimentos ar paātrinātājiem. Turklāt dažu radionuklīdu sabrukšanu pavada antidaļiņu - proti, pozitronu - veidošanās. Bet tas viss ir tikai antidaļiņas, un nekādā gadījumā ne antimatērija. Līdz šim nevienam nav izdevies atklāt pat kosmisko antihēliju, nemaz nerunājot par smagākiem elementiem. Neveiksmīgi bija arī specifiska spektra gamma starojuma meklēšana, ko izraisīja iznīcināšana pie kosmisko vielu un antimatērijas kopu robežām.

PASAULE VAI ANTIPASAULE?

Iedomāsimies, ka lidojam uz starpzvaigžņu kuģa, kas tuvojas planētai ar saprātīgu dzīvību. Kā uzzināt, no kā sastāv mūsu domājošie brāļi – no matērijas vai antimatērijas? Jūs varat nosūtīt izlūkošanas zondi, bet, ja tā eksplodē atmosfērā, mūs var uzskatīt par kosmosa agresoriem, kā tas ir Kšištofa Boruna zinātniskās fantastikas romānā Antiworld. No tā var izvairīties, izmantojot vienus un tos pašus neitrālos kaonus un antikaonus. Kā jau minēts, tie spēj ne tikai pārvērsties viens par otru, bet arī sadalīties, turklāt dažādos veidos. Šādos sabrukumos var veidoties neitrīno, ko pavada vai nu pozitīvi pioni un elektroni, vai negatīvi pioni un pozitroni. Matērijas un antimatērijas asimetrijas dēļ šādu reakciju ātrums ir nedaudz atšķirīgs. Šo apstākli var izmantot kā "lakmusa papīru". Lai pārbaudītu planētas antimaterialitāti, ir ērti ņemt nevis tīrus kaonus un antikaonus, bet gan to jauktos stāvokļus; tie ir apzīmēti kā K S un K L (S — īss un L — garš). Fakts ir tāds, ka stāvoklī L daļiņas kalpošanas laiks ir 570 reizes ilgāks nekā stāvoklī S (5,12 x 10 -8 s pret 8,95 x 10 -11 s). Kaonu ilgmūžīgajā versijā matērijas un antimatērijas simetrija ir daudz spēcīgāka - uz katriem 10 000 vēlamā veida sabrukšanas aptuveni 5015 rada pozitronus un 4985 elektronus. Starp citu, uz K-mesoniem tika veikts arī Kronina un Finča vēsturiskais eksperiments. Tagad sāksim sarunu. Kaoniem ir raksturīgā masa, kas ir nedaudz vairāk par pusi lielāka nekā protonam. Paskaidrosim brāļiem prātā, ka mums ir vajadzīga nestabila neitrāla daļiņa, kuras masa ir nedaudz lielāka par vienkāršākā atoma kodola masu. Citplanētiešu fiziķi izgatavos K-mezonus un noteiks to sabrukšanas īpašības. Jautāsim, vai vieglākās no uzlādētajām daļiņām elektriskā lādiņa zīme, kas rodas šajās sabrukšanas procesā nedaudz biežāk nekā līdzīgai pretējās zīmes daļiņai, sakrīt ar to daļiņu zīmi, kas veido viņu pasaules atomus. . Pozitīvas atbildes gadījumā mums kļūs skaidrs, ka pozitroni ir daļa no to atomiem un līdz ar to citplanētietis sastāv no antimatērijas. Un, ja atbilde ir noraidoša - varat gatavoties nolaišanās!

PASAULE VAI ANTIPASAULE?

Zinātniskajā literatūrā periodiski parādās ziņojumi par nezināmas izcelsmes kosmisko antidaļiņu nestandarta primāro avotu atklāšanu. 2009. gada aprīlī tika publicēti dati par noslēpumainu ārkārtīgi ātro pozitronu pārpalikumu, ko atklāja PAMELA detektoru komplekss. Šis aprīkojums ir novietots uz Krievijas satelīta Resurs-DK, kas 2006. gada 15. jūnijā tika nosūtīts Zemes orbītā no Baikonuras kosmodroma. Daži eksperti interpretēja šo rezultātu kā iespējamu pierādījumu hipotētisku tumšās vielas daļiņu iznīcināšanai, taču drīz vien parādījās mazāk eksotisks skaidrojums. Šo hipotēzi komentēja pazīstamais kosmisko staru speciālists Venjamins Berezinskis no Gran Sasso Nacionālās laboratorijas, kas ir daļa no Itālijas Nacionālā kodolfizikas institūta: “Galaktikas kosmisko staru ražošanas standarta modelis balstās uz trim pozīcijām. Supernovas paliekas tiek uzskatītas par pirmo un galveno lādēto daļiņu avotu.Otrā ideja - daļiņas tiek paātrinātas līdz ultrarelativistiskiem ātrumiem pēcsprādziena triecienviļņu frontēs, un šajā paātrinājumā viņu pašu magnētiskā lauka loma ir ļoti liela.Trešā nostāja ir tāda, ka kosmiskie stari izplatās difūzijas ceļā.Mans bijušais students un tagad Nacionālā Astrofizikas institūta profesors Paskvāle Blasi parādīja, ka PAMELA kompleksa konstatētais pozitronu pārpalikums ir diezgan atbilstošs šim modelim.Trieka viļņos paātrinātie protoni saduras ar kosmiskās gāzes daļiņas un tieši šajā to paātrinājuma zonā tās pārvēršas par pozitīviem pioniem, kas sadalās, veidojoties pozitroniem un neitrīniem. Saskaņā ar Blazi aprēķiniem, šis process varētu radīt tieši tādu pašu pozitronu koncentrāciju, kādu atrada PAMELA. Šāds pozitronu ģenerēšanas mehānisms izskatās absolūti dabisks, taču nez kāpēc līdz šim tas nevienam nav ienācis prātā. Blasi arī parādīja, ka tiem pašiem procesiem vajadzētu radīt arī lieko antiprotonu daudzumu. Tomēr to ražošanas šķērsgriezums ir daudz mazāks nekā atbilstošā vērtība pozitroniem, tāpēc tos var noteikt tikai pie augstākām enerģijām. Domāju, ka ar laiku tas kļūs iespējams."
Kopumā līdz šim viss runā par to, ka kosmosā nav ne antizvaigžņu, ne antiplanētu, ne pat mazāko antimeteoru. No otras puses, tradicionālie Lielā sprādziena modeļi norāda, ka neilgi pēc dzimšanas mūsu Visums saturēja vienādu daļiņu un antidaļiņu skaitu. Tātad, kāpēc pirmais izdzīvoja, bet otrs pazuda?

- parasto elementārdaļiņu dvīņi, kas no pēdējām atšķiras ar elektriskā lādiņa zīmi un dažu citu īpašību pazīmēm. Daļiņām un antidaļiņām ir vienāda masa, griešanās un kalpošanas laiks. Ja daļiņai ir raksturīgi arī citi iekšējie kvantu raksturlielumi, kuriem ir zīme, tad šo raksturlielumu vērtības antidaļiņai ir vienādas, bet zīmes ir pretējas. Ja daļiņa ir nestabila (piedzīvo sabrukšanu), tad arī antidaļiņa ir nestabila, un to kalpošanas laiks sakrīt un sabrukšanas metodes sakrīt (līdz daļiņu aizvietošanai sabrukšanas shēmās par antidaļiņām).
Parastā viela sastāv no protoniem (p), neitroniem (n) un elektroniem (e -). Antimateriāls sastāv no to antidaļiņām - antiprotoniem (), antineitroniem () un antielektroniem (pozitroniem e +). Izvēle, kuras daļiņas uzskatīt par daļiņām un kuras par antidaļiņām, ir nosacīta un to nosaka ērtības apsvērumi. Antidaļiņas antidaļiņa ir daļiņa. Kad daļiņa un antidaļiņa saduras, tās pazūd (iznīcinās), pārvēršoties gamma kvantos.
Dažos gadījumos (piemēram, fotons vai π 0 -mezons utt.) daļiņa un antidaļiņa pilnībā sakrīt. Tas ir saistīts ar faktu, ka fotonam un π 0 -mezonam nav elektriskā lādiņa un citu iekšējo raksturlielumu ar zīmi.

Raksturīgs	Daļiņa	Antidaļiņa
Svars	M	M
Elektriskais lādiņš	+(-)Q	-(+)Q
Spin	Dž	Dž
Magnētiskais moments	+(-)μ	-(+)μ
bariona numurs	+B	-B
Leptona numurs	+L e , +L μ , +L τ	-L e , -L μ , -L τ
Dīvainība	+(-)s	-(+)s
Šarms	+(-)c	-(+)c
dibens	+(-)b	-(+)b
topness	+(-)t	-(+)t
Isospin	es	es
Isospin projekcija	+(-)I 3	-(+)I 3
Paritāte	+(-)	-(+)
Mūžs	T	T
Sabrukšanas shēma		lādiņa konjugāts

Antimateriāls sastāv no antidaļiņām - antiprotoniem, antineutroniem un antielektroniem - pozitroniem e +. Daļiņas un antidaļiņas ir vienādas. Izvēle, kuras daļiņas uzskatīt par daļiņām un kuras par antidaļiņām, ir nosacīta un to nosaka ērtības apsvērumi. Novērojamajā Visuma daļā matērija sastāv no negatīvi lādētiem elektroniem, pozitīvi lādētiem protoniem un neitroniem.
Kad elektrons un pozitrons saduras, tie pazūd (iznīcinās), pārvēršoties gamma kvantos. Spēcīgi mijiedarbojošo daļiņu, piemēram, protona un antiprotona anihilācijas laikā veidojas vairāki mezoni π + , π - , π 0 , K + , K - , K 0 .

ANTIDAĻIŅAS

ANTIDAĻIŅAS

Elementu kopums. daļiņas, kurām ir vienādas masas un citas fizikālās vērtības. char-k, kā viņu "dvīņi" - h-tsy, bet atšķiras no tiem ar noteiktu char-k efektu zīmi (piemēram, elektriskais lādiņš, magnētiskais moments). Nosaukums "h-tsa" un "A." zināmā mērā nosacīti: varētu saukt antielektronu (pozitīvi lādētu. e-n) par h-tsey, bet e-n - A. Tomēr atomi salās Visuma novērojamajā daļā satur e-ns ar negatīvu. lādiņš, kamēr protoni ir pozitīvi. Tāpēc pirmsākumiem labi zināmajiem. 20. gadi 20. gadsimts elem. h-ts - el-on un protons (un vēlāk neitrons) tika pieņemts nosaukums "daļiņa".

Secinājumu par A. esamību 1931. gadā pirmo reizi izdarīja angļi. fiziķis P. Diraks. Viņš izveda radinieku. kvantu. ur-tion e-on (Diraka vienādojums), kas izrādījās simetrisks attiecībā pret elektriskās zīmes zīmi. lādiņš: kopā ar negatīvu lādiņu. el-nom tas aprakstīja pozitīvu lādiņu. vienādas masas h-zu - antielektrons. Saskaņā ar Diraka teoriju p-tsy un A. sadursmei jānoved pie viņu iznīcināšanas - šī pāra pazušanas, kā rezultātā piedzimst, piemēram, divi vai vairāki citi p-ts. fotoni.

1932. gadā Amer eksperimentāli atklāja antielektronus. fiziķis K. Andersons. Viņš fotografēja lietusgāzes, ko veido kosmiskie stari mākoņu kamerā, kas novietota magnē. . Uzlādē h-tsa kustas magn. lauks pa apļa loku, un daļiņas ar dažādu zīmju lādiņiem lauks novirza pretējos virzienos. Līdzās tolaik labi zināmajām ātro e-ziņu pēdām Andersons fotogrāfijās atrada tieši tādu pašu pēc izskata. prāta pēdas pozitīvi uzlādētas. h-ts vienādas masas. Šos cilvēkus sauca par pozitroniem. Pozitrona atklāšana bija izcils Diraka teorijas apstiprinājums. Kopš tā laika tiek meklēti citi A.

1936. gadā arī kosmosā. stari tika konstatēti negatīvi. un ielieciet. (m- un m+), kas viens pret otru ir h-tsey un A.. 1947. gadā tika konstatēts, ka muoni kosmosā. stari rodas nedaudz smagāku h-c - pi-mezonu (p-, p+) sabrukšanas rezultātā. 1955. gadā eksperimentos pie akseleratora tika reģistrēti pirmie antiprotoni. Fiz. process, kura rezultātā veidojās antiprotoni, bija protons - . Nedaudz vēlāk tika atklāti antineitroni. Līdz 1981. gadam eksperimentāli tika atklāti gandrīz visi zināmie elementi A.. h-ts.

Kvantu lauka teorijas vispārīgie principi ļauj izdarīt vairākus dziļus secinājumus par daļiņas un atoma īpašībām: masu, spinu, izotopu spinu, daļiņas un tās atoma kalpošanas laikam jābūt vienādam (jo īpaši, stabilas daļiņas atbilst stabilai A.); pēc lieluma vienādam, bet pretējā zīmē jābūt ne tikai elektriskam. lādiņi (un magn.) h-tsy un A., bet arī visi pārējie kvanti. skaitļi, kas tiek attiecināti uz cilvēkiem, lai aprakstītu to iedarbības modeļus: bariona lādiņš, leptona lādiņš, dīvainība, "" utt. Ch-tsa, kurā visas īpašības, kas to atšķir no A., ir vienādas ar nulli, sauc par patiesi neitrāls; h-ts un A. tādi h-ts ir identiski. Tajos ietilpst, piemēram, p0- un h-mezoni, J/y- un Y-daļiņas.

Līdz 1956. gadam tika uzskatīts, ka starp p-tsy un A ir pilnīgs. Tas nozīmē, ka, ja c.-l. process starp p-tsami, tad ir jābūt tieši tādam pašam procesam starp A. 1956. gadā tika atklāts, ka šāda simetrija pastāv tikai stiprajā un el.-magnētā. vz-stvie. Vāja ietekmē tika atklāts daļiņas-A simetrijas pārkāpums. (skatiet UZLĀDĒT PĀRI). No A. principā var uzbūvēt tieši tāpat kā in-in no ch-ts. Taču iznīcības iespēja, satiekoties ar cilvēkiem, A. vairs neļauj. pastāv in-ve. A. var “dzīvot” ilgu laiku tikai tad, ja salās pilnībā nav kontakta ar cilvēkiem. Pierādījumi par antimatērijas klātbūtni kaut kur "tuvu" Visumam būtu spēcīga iznīcināšana. , kas nāk uz Zemi no in-va un antimatērijas saskares zonas. Bet līdz šim astrofizika nezina datus, kas runātu par ar antimateriālu piepildītu reģionu esamību Visumā.

Fiziskā enciklopēdiskā vārdnīca. - M.: Padomju enciklopēdija. . 1983 .

ANTIDAĻIŅAS

Elementārās daļiņas, kurām ir vienādas masas, griešanās utt. fiziskās. īpašības, kā to "dvīņi" - "daļiņas", bet atšķiras no tām ar noteiktu mijiedarbības īpašību pazīmēm ( maksas, piem. elektriskā zīme. maksa).

A. esamību paredzēja P. A. M. Diraks (P. A. M. Diraks). Kvantu relatīvistiskais elektrona kustības vienādojums, ko viņš ieguva 1928. gadā (sk. Diraka vienādojums) obligāti saturēja risinājumus ar neg. enerģijas. Vēlāk tika parādīts, ka elektrona pazušana ar negatīvu enerģija jāinterpretē kā daļiņas (vienādas masas) rašanās ar pozitīvo. enerģija un pozitīva. elektrisks lādiņš, t.i., A. attiecībā pret elektronu. Šī daļiņa ir pozitrons - atvērts 1932. gadā.

Turpmākajos eksperimentos tika konstatēts, ka ne tikai , bet arī visām pārējām daļiņām ir savs A. 1936. gadā kosmiskajā. stari bija vaļā muons un viņa A., un 1947. gadā - - un - mezoni, kas veido daļiņu pāri A.; reģistrēts 1955. gadā akseleratora eksperimentos antiprotons, 1956. gadā - antineitronu utt., lai prezentētu. AA ir novērotas gandrīz visām zināmajām daļiņām, un nav šaubu, ka AA ir visās daļiņās.

A. esamība un īpašības tiek noteiktas saskaņā ar pamatiem. kvantu lauka teorijas princips - tā nemainīgums attiecībā pret SRT pārvērtības (sal. CPT teorēma). No CPT-teorēma no tā izriet, ka daļiņas un tās A. spinam un kalpošanas laikam jābūt vienādam. Jo īpaši stabilas (attiecībā pret sabrukšanu) daļiņas atbilst stabiliem atomiem (tomēr to pastāvēšana matērijā ilgstoši nav iespējama, jo iznīcināšana ar matērijas daļiņām). Daļiņu un to A. stāvokļus savieno darbība lādiņa konjugācija.

Tāpēc daļiņai un A. ir pretējas elektriskās zīmes. lādiņiem (un magnētiskajiem momentiem) ir vienādi izotopu spin, bet atšķiras pēc trešās projekcijas zīmes, tiem ir tāds pats lielums, bet pretēja zīme dīvainība, šarms, skaistums utt Konversija kombinētā inversija (CP) saista spirālveida daļiņas ar pretējas spirāles stāvokļiem A.. Daļiņām un to amplitūdām tiek piešķirti vienāda lieluma, bet pretējās zīmes barionu un leptonu skaitļi.

Sakarā ar nemainīgumu attiecībā uz lādiņu konjugāciju ( AR-nemainība) stipro un el.-mag. mijiedarbības, ko savieno atbilstoši spēki, salikti objekti no daļiņām (atomu kodoli, atomi) un no atomiem (kodoli un atomi) antimatērija) jābūt tādai pašai struktūrai. Šī paša iemesla dēļ hadronu struktūra un to akustika sakrīt, turklāt modeļa ietvaros kvarki antibarionu stāvokļi ir aprakstīti tieši tāpat kā barionu stāvokļi, aizstājot tos veidojošos kvarkus ar atbilstošiem antikvarki. Mezonu un to A. stāvokļi izceļas ar kvarka un antikvarka sastāvdaļu aizstāšanu ar atbilstošo un kvarku. Priekš patiesas neitrālas daļiņas daļiņas un atoma stāvokļi sakrīt. Šādām daļiņām ir noteiktas uzlādes paritāte(ar-paritāti) un SR- paritāte. Visi zināmie ir bozoni (piemēram, -mezoni - ar spinu - ar spinu 1), tomēr principā var pastāvēt arī patiesi neitrāli fermioni (tā sauktie. Majorānas daļiņas).

Vāja mijiedarbība nav nemainīgs attiecībā uz lādiņu konjugāciju un līdz ar to izjauc simetriju starp daļiņām un dimantiem, kas izpaužas atsevišķu diferenciāļu atšķirībā. to vājās sabrukšanas īpašības.

Ja k.-l. no elektriski neitrālas daļiņas kvantu skaitļiem nav strikti saglabājies, tad iespējamas pārejas (svārstības) starp daļiņas stāvokļiem un tās A. Šajā gadījumā stāvokļi ar noteiktu nekonservētu kvantu skaitu nav pareizi. enerģijas impulsa operatora stāvokļi, bet ir patiesi neitrālu stāvokļu superpozīcijas ar noteiktu. masas vērtības. Līdzīga parādība var tikt realizēta sistēmās utt.

Pati definīcija tam, ko saukt par "daļiņu" daļiņu-A pārī nozīmē. mērīt nosacīti. Tomēr ar noteiktu "daļiņu" izvēli tā A. ir unikāli noteikts. Bariona skaitļa saglabāšanās vājās mijiedarbības procesos ļauj noteikt "daļiņu" jebkurā bariona-antibariona pārī pēc barionu sabrukšanas ķēdes. Elektrona kā "daļiņas" izvēle elektronu-pozitronu pārī fiksē (sakarā ar leptonu skaita saglabāšanos vājās mijiedarbības procesos) "daļiņas" stāvokļa definīciju elektronu neitrīno-antineitrīnu pārī. Pārejas starp leptoniem sadalās. paaudzes (tipa ) nav novērotas, tāpēc "daļiņas" definīciju katrā leptonu paaudzē, vispārīgi runājot, var veikt neatkarīgi. Parasti pēc analoģijas ar elektronu "daļiņas" sauc par negatīvi lādētām. , kas, saglabājot leptona numuru, nosaka atbilstošos un antineitrīnus. Bozoniem jēdzienu "daļiņa" var noteikt ar definīciju, piemēram, hiperuzlāde.

A. dzimšana notiek matērijas daļiņu sadursmēs, kas paātrinātas līdz enerģijām, kas pārsniedz daļiņu-A pāra dzimšanas slieksni. (cm. pāru dzimšana). Laboratorijā A. apstākļi dzimst daļiņu mijiedarbībā paātrinātājos; gadā tiek veikta izveidotā A. uzglabāšana uzglabāšanas gredzeni zem augsta vakuuma. Dabā. A. apstākļi dzimst primāro kosmisko mijiedarbības laikā. stari ar matēriju, piemēram, Zemes atmosfēru, un arī jādzimst tuvumā pulsāri un aktīvie galaktikas kodoli. Teorētiski uzskata A. (pozitronu, antinukleonu) veidošanos matērijas uzkrāšanās laikā melnie caurumi. Mūsdienu ietvaros Kosmologi uzskata A. dzimšanu mazas masas pirmatnējo melno caurumu iztvaikošanas laikā.

Pie temp-pax, kas pārsniedz noteiktā tipa daļiņu miera enerģiju (izmantots = 1), daļiņu-A pāris. atrodas līdzsvarā ar vielu un e-mag. starojums. Šādus apstākļus elektronu-pozitronu var realizēt masīvu zvaigžņu karstajos kodolos. Saskaņā ar karstā Visuma teoriju, pašā Visuma izplešanās sākuma stadijā daļiņu-A pāri atradās līdzsvarā ar vielu un starojumu. visas šķirnes. pēc modeļiem lieliska apvienošanās traucējumu sekas C- un CP invariance nelīdzsvarotos procesos ar barionu skaitļa nesaglabāšanos var novest pie ļoti agrīnā Visuma Visuma barionu asimetrija pat stingras sākotnējās daļiņu skaita un A vienādības apstākļos. Tas dod fizikālu. pamatojums novērošanas trūkumam. dati par objektu esamību Visumā no A.

Lit.: Diraks P. A. M., Kvantu mehānikas principi, tulk. no angļu val., 2. izd., M., 1979; Nishijima K., Fundamentālās daļiņas, trans. no angļu valodas, , 1965; Li Ts., Wu Ts., Vāja mijiedarbība, trans. no angļu val., M., 1968; Zeldovičs Ja.V., Novikovs I.D., Visuma struktūra un evolūcija, M., 1975. M. Ju. Khlopovs.

Fiziskā enciklopēdija. 5 sējumos. - M.: Padomju enciklopēdija. Galvenais redaktors A. M. Prohorovs. 1988 .

Skatiet, kas ir "ANTI-DAĻIŅAS" citās vārdnīcās:

Elementāras daļiņas, kurām ir tāda pati masa, spins, kalpošanas laiks un dažas citas iekšējās īpašības kā to daļiņām, bet atšķiras no daļiņām elektriskā lādiņa un magnētiskā momenta, bariona lādiņa, leptona ... ... Lielā enciklopēdiskā vārdnīca

ANTIDAĻIŅAS, elementārdaļiņu dvīņi, kuru masām un citām fizikālajām īpašībām ir tādas pašas vērtības kā daļiņām, un daži raksturlielumi, piemēram, elektriskais lādiņš vai magnētiskais moments, ir ar pretēju zīmi. Gandrīz visi… … Mūsdienu enciklopēdija

antidaļiņas- ANTIDAĻIŅAS, elementārdaļiņu "dvīņi", kuru masām un citām fizikālajām īpašībām ir tādas pašas vērtības kā daļiņām, un daži raksturlielumi, piemēram, elektriskais lādiņš vai magnētiskais moments, ir ar pretēju zīmi. Gandrīz… … Ilustrētā enciklopēdiskā vārdnīca

ANTIDAĻIŅAS- elementāru un daudzu pamatdaļiņu kopums, kuru masa un (skat.) ir tieši vienāda ar dotās daļiņas masu un spinu, un elektriskais lādiņš, magnētiskais moments un citi līdzīgi raksturlielumi ir vienādi ar vienādiem parametriem daļiņas, bet ...... Lielā Politehniskā enciklopēdija

Antidaļiņa ir kādas citas elementārdaļiņas dvīnis, kam ir vienāda masa un tāds pats spins, bet atšķiras no tās ar dažu mijiedarbības raksturlielumu pazīmēm (lādiņi, piemēram, elektriskie un krāsu lādiņi, barions un ... ... Wikipedia

Antidaļiņu hipotēze pirmo reizi radās 1928. gadā, kad P. Diraks, pamatojoties uz relativistiskā viļņa vienādojumu, paredzēja pozitrona esamību (sk. § 263), ko četrus gadus vēlāk atklāja K. Andersons kā kosmiskā starojuma daļu.

Elektrons un pozitrons nav vienīgais daļiņu un antidaļiņu pāris. Pamatojoties uz relatīvistisko kvantu teoriju, viņi nonāca pie secinājuma, ka katrai elementārdaļiņai ir jābūt antidaļiņai (lādiņa konjugācijas princips). Eksperimenti liecina, ka ar dažiem izņēmumiem (piemēram, fotonu un p 0 -mezonu) patiešām katra daļiņa atbilst antidaļiņai.

No kvantu teorijas vispārīgajiem noteikumiem izriet, ka daļiņām un antidaļiņām jābūt vienādām masām, vienādiem kalpošanas laikiem vakuumā, vienādiem elektriskajiem lādiņiem (un magnētiskajiem momentiem) ar vienādu moduli, bet pretēju zīmi, vienādiem spiniem un izotopu spiniem, un tie paši citi kvantu skaitļi. , ko attiecina uz elementārdaļiņām, lai aprakstītu to mijiedarbības likumus (leptona skaitlis (skat. § 275), barionskaitlis (sk. § 275), dīvainība (sk. § 274), šarms (sk. § 275), utt.). Līdz 1956. gadam valdīja uzskats, ka starp daļiņām un antidaļiņām pastāv pilnīga simetrija, t.i., ja starp daļiņām notiek kāds process, tad ir jābūt tieši tādam pašam (ar vienādām īpašībām) procesam starp antidaļiņām. Taču 1956. gadā tika pierādīts, ka šāda simetrija ir raksturīga tikai spēcīgai un elektromagnētiskai mijiedarbībai un tiek pārkāpta vājajai.

Saskaņā ar Diraka teoriju, daļiņas un antidaļiņas sadursmei vajadzētu izraisīt to savstarpēju iznīcināšanu, kā rezultātā rodas citas elementārdaļiņas jeb fotoni. Piemērs tam ir aplūkotā reakcija (263.3) elektronu-pozitronu pāra (-1 0) iznīcināšanai e+ + 1 0 e® 2g).

Pēc tam, kad eksperimentāli tika apstiprināta teorētiski prognozētā pozitrona eksistence, radās jautājums par antiprotona un antineitrona esamību. Aprēķini liecina, ka, lai izveidotu daļiņu-pretdaļiņu pāri, ir nepieciešams tērēt enerģiju, kas pārsniedz pāra dubulto miera enerģiju, jo daļiņām ir jāpiešķir ļoti ievērojama kinētiskā enerģija. Lai izveidotu p-p̃-pāri, ir nepieciešama aptuveni 4,4 GeV enerģija. Antiprotons patiešām tika atklāts eksperimentāli (1955) protonu izkliedēšanas laikā (paātrinot toreiz lielākajā Kalifornijas universitātes sinchrofasotronā) ar mērķa kodolu nukleoniem (par mērķi kalpoja varš), kā rezultātā izveidojās pāris p - p̃ piedzima.

Antiprotons no protona atšķiras ar elektriskā lādiņa pazīmēm un savu magnētisko momentu. Antiprotons var iznīcināt ne tikai ar protonu, bet arī ar neitronu:

(273.1) (273.2) (273.3)

Gadu vēlāk (1956. gadā) tam pašam paātrinātājam izdevās iegūt antineitronu (ñ) un veikt tā iznīcināšanu. Antineitroni radās antiprotonu lādiņu apmaiņas rezultātā, tiem pārvietojoties pa matēriju. Lādiņu apmaiņas reakcija р̃ sastāv no lādiņu apmaiņas starp nukleonu un antinukleonu un var noritēt saskaņā ar shēmām

(273.4) (273.5)

Antineutrons ñ atšķiras no neitrona ar sava magnētiskā momenta zīmi. Ja antiprotoni ir stabilas daļiņas, tad brīvais antineitrons, ja tas netiek iznīcināts, galu galā sabrūk saskaņā ar shēmu

Antidaļiņas ir atrastas arī p + mezonam, kaoniem un hiperoniem (sk. § 274). Taču ir daļiņas, kurām nav antidaļiņu – tās ir tā sauktās patiesi neitrālas daļiņas. Tajos ietilpst fotons, p°-mezons un η-mezons (tā masa ir 1074 m e , kalpošanas laiks 7×10 -19 s; sadalās, veidojoties p-mezoniem un γ-kvantiem). Patiesi neitrālas daļiņas nav spējīgas iznīcināt, bet tās piedzīvo savstarpējas pārvērtības, kas ir visu elementārdaļiņu pamatīpašība. Mēs varam teikt, ka katra no patiesi neitrālajām daļiņām ir identiska tās antidaļiņai.

Lielu interesi un nopietnas grūtības radīja antineitrīnu esamības pierādījums un atbilde uz jautājumu, vai neitrīno un antineitrīni ir identiskas vai atšķirīgas daļiņas. Izmantojot jaudīgas antineitrīnu plūsmas, kas iegūtas reaktoros (smago kodolu dalīšanās fragmenti piedzīvo β-sabrukšanu un saskaņā ar (258.1) izdala antineitrīnus), amerikāņu fiziķi F. Reiness un K. Kovans (1956) droši fiksēja elektrona uztveršanas reakciju. pret neitrīno ar protonu:

Līdzīgi ir fiksēta reakcija, kad neitrons uztver elektronu neitrīno:

Tādējādi reakcijas (273.6) un (273.7), no vienas puses, bija neapstrīdams pierādījums tam, ka v. e un ṽ e, ir reālas daļiņas, nevis izdomāti jēdzieni, kas ieviesti tikai, lai izskaidrotu β-sabrukšanu, un, no otras puses, apstiprināja secinājumu, ka v. e un ṽ e- dažādas daļiņas.

Pēc tam eksperimenti par mionu neitrīno ražošanu un absorbciju to parādīja v m un ṽ m ir dažādas daļiņas. Ir arī pierādīts, ka pāris v e, v m ir dažādas daļiņas, un pāris v e, ṽ e nav tas pats, kas pāris v m, ṽ m Saskaņā ar B. M. Pontecorvo ideju (skat. § 271), mionu neitrīno uztveršanas reakciju (iegūta, sabrūkot p + ®m + + v m (271.1)) veica neitroni un iegūtās daļiņas tika veiktas. novērotā. Izrādījās, ka reakcija (273,7) nenotiek, un uztveršana notiek saskaņā ar shēmu

i., elektronu vietā reakcijā piedzima m - -muoni. Tas apstiprināja atšķirību starp v e un v m

Saskaņā ar mūsdienu koncepcijām neitrīno un antineitroni atšķiras viens no otra ar vienu no elementārdaļiņas stāvokļa kvantu raksturlielumiem - spnalitāti, kas definēta kā daļiņas spina projekcija uz tās kustības virzienu (uz impulsu). Lai izskaidrotu eksperimentālos datus, tiek pieņemts, ka neitrīno spins s ir orientēts pretparalēli impulsam p, t.i., p un s virzieni veido kreiso skrūvi un neitrīno ir kreisās puses spirāle (349. att., a) ). Antineitrīnām p un s virzieni veido labo skrūvi, t.i., antineitrīnam ir taisns spinalitāte (349. att. b).Šī īpašība vienlīdz attiecas gan uz elektronu, gan mionu neitrīniem (antineutrīniem).

Lai kā neitrīno (antineutrino) raksturlielumu izmantotu spirālību, neitrīno masa ir jāpieņem kā nulle. Helicitātes ieviešana ļāva izskaidrot, piemēram, paritātes saglabāšanas likuma pārkāpumu (sk. 274. §) vāju mijiedarbību gadījumā, kas izraisa elementārdaļiņu sabrukšanu un β-sabrukšanu. Tātad m - -muonam tiek piešķirta labā spirāle, m + -muon - kreisā.

Pēc tik liela antidaļiņu daudzuma atklāšanas radās jauns uzdevums - atrast antikodolus, citiem vārdiem sakot, pierādīt antimatērijas esamību, kas ir uzbūvēta no antidaļiņām, tāpat kā matērija no daļiņām. Antikodoli patiešām ir atklāti. Pirmo antikodolu, antideuteronu (saistītu stāvokli p̃ un ñ), 1965. gadā ieguva amerikāņu fiziķu grupa L. Ledermana vadībā, pēc tam Serpuhova paātrinātājā tika sintezēti antihēlija (1970) un antitritija (1973) kodoli. .

Tomēr jāatzīmē, ka iznīcināšanas iespēja, saskaroties ar daļiņām, neļauj antidaļiņām pastāvēt starp daļiņām ilgu laiku. Tāpēc, lai antimatērijas stāvoklis būtu stabils, tas ir jāizolē no matērijas. Ja pie mums zināmās Visuma daļas būtu antimatērijas uzkrāšanās, tad būtu jānovēro spēcīgs anihilācijas starojums (sprādzieni ar milzīgu enerģijas daudzumu izdalīšanos). Tomēr astrofiziķi līdz šim neko tādu nav reģistrējuši. Pētījumi, kas veikti, lai meklētu antikodolus (galu galā antimateriālu), un pirmie panākumi, kas gūti šajā virzienā, ir ļoti svarīgi, lai turpinātu zināšanas par vielas struktūru.