อนุภาคและปฏิปักษ์ สงครามอนุภาคและปฏิปักษ์: ปฏิสสารคืออะไร วิธีหลักในการค้นหาปฏิสสาร
สมการชโรดิงเงอร์ไม่ได้คำนึงถึงผลกระทบเชิงสัมพัทธภาพและไม่สามารถอธิบายอนุภาคด้วยการหมุนได้ (แนวคิดของการหมุนไม่มีอยู่ในสมการชโรดิงเงอร์) สมการดิแรกใช้สำหรับอนุภาคสัมพัทธภาพแทน เมื่อใช้สมการนี้ Dirac ทำนายการมีอยู่ของโพซิตรอนซึ่งเป็นปฏิปักษ์ของอิเล็กตรอน
จากการแสดงออกเชิงสัมพัทธภาพของพลังงานอนุภาค
ตามมาว่าพลังงานของอิเล็กตรอนสามารถรับได้ทั้งค่าบวกและค่าลบ
ระหว่างพลังงานเชิงลบที่ใหญ่ที่สุดและพลังงานบวกที่เล็กที่สุดจะมีช่วงของค่าพลังงานที่มีความกว้างซึ่งไม่สามารถรับรู้ได้
จากสมการ Dirac พบว่าค่าลักษณะเฉพาะของพลังงานมีสองช่วง ช่วงหนึ่งเริ่มต้นที่และขยายไปถึง อีกช่วงหนึ่งเริ่มต้นจากและขยายไปถึง ภูมิภาคเหล่านี้ถูกคั่นด้วยช่องว่างของแถบความถี่
ตามสูตรของไอน์สไตน์ที่ว่าสำหรับบริเวณที่มีพลังงานเป็นลบ มวลของอิเล็กตรอนก็เป็นลบเช่นกัน อนุภาคที่มีมวลลบมีคุณสมบัติที่ผิดปกติหลายประการ เช่นภายใต้การกระทำของแรงเบรก มันจะเร่งความเร็ว โดยทำงานที่แหล่งกำเนิดของแรงเบรก มีคุณสมบัติผิดปกติอื่นๆ อีกมากมายที่เกี่ยวข้องกับมวลลบ คุณสมบัติเหล่านี้ไม่แสดงขึ้นมาจากการทดลอง
เพื่อเอาชนะความยากลำบากที่เกี่ยวข้องกับมวลลบ Dirac สันนิษฐานว่าทุกระดับที่มีพลังงานเชิงลบนั้นถูกครอบครองโดยอิเล็กตรอนอยู่แล้ว จากนั้น ตามหลักการของเพาลี อิเล็กตรอนใหม่จะไม่สามารถเคลื่อนที่ไปยังระดับเหล่านี้ได้อีกต่อไป และจะยังคงอยู่ที่ระดับบวกบน สถานการณ์นี้ชวนให้นึกถึงแผนการเติมอิเล็กตรอนในระดับล่างในโลหะเมื่ออิเล็กตรอนที่มีพลังงานใกล้กับพลังงานเฟอร์มีส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางกายภาพ รูป (โครงการ ก) แสดงระดับพลังงานที่ไม่ต่อเนื่องสำหรับอิเล็กตรอน โดยแยกจากกันตามช่วงของพลังงานต้องห้าม
หากอิเล็กตรอนตัวใดตัวหนึ่งในระดับลบได้รับพลังงาน
จากนั้นอิเล็กตรอนนี้จะเข้าสู่สถานะที่มีพลังงานบวกและจะมีพฤติกรรมตามปกติเหมือนอนุภาคที่มีมวลบวกและมีประจุลบ (โครงการ b) “รู” ที่เกิดขึ้นในกรณีนี้ในระดับพลังงานเชิงลบควรมีลักษณะเหมือนอิเล็กตรอนที่มีประจุบวก อนุภาคที่ทำนายตามทฤษฎีนี้เรียกว่าโพซิตรอน ไม่นานหลังจากที่ Dirac ทำนายการมีอยู่ของโพซิตรอนในทางทฤษฎีและอธิบายคุณสมบัติของมัน มันถูกค้นพบโดยการทดลอง
เมื่อโพซิตรอนมาพบกับอิเล็กตรอน พวกมันจะทำลายล้างด้วยการก่อตัวของโฟตอนสอง (สาม) ตัว
ตามแผนผัง กระบวนการก่อตัวและการทำลายล้างของคู่อิเล็กตรอน-โพซิตรอนสามารถแสดงได้ในลักษณะเดียวกับสารกึ่งตัวนำในกลไกของการนำรูอิเล็กตรอน
รูปที่ b แสดงโครงร่างของการกำเนิดและการทำลายล้างของคู่อิเล็กตรอน-โพซิตรอน: 1 - การกำเนิดของคู่อิเล็กตรอน-โพซิตรอน 2 - การทำลายล้างของคู่ที่คล้ายกัน การกำเนิดของคู่อิเล็กตรอน-โพซิตรอนเกิดขึ้นเมื่อ?-โฟตอนผ่านสสาร แสดงให้เห็นว่าในการผลิตคู่นั้นจำเป็นต้องมีประจุในเส้นทางของ?-โฟตอน เช่น อิเล็กตรอน โปรตอน นิวเคลียส ... รูปแบบการผลิตของ คู่ที่อยู่ใกล้อิเล็กตรอนมีรูปแบบ
เมื่ออิเล็กตรอนสองตัวชนกัน
สมการของ Dirac ไม่เพียงแต่ใช้กับอิเล็กตรอนเท่านั้น แต่ยังใช้ได้กับอนุภาคอื่นๆ ที่มีการหมุน 1/2 ด้วย ดังนั้นสำหรับแต่ละอนุภาคจึงมีปฏิปักษ์ การก่อตัวของคู่โปรตอน-แอนติโปรตอนสามารถเกิดขึ้นได้ตามแบบแผน
ปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อโปรตอนชนกับโปรตอนหรือโปรตอนกับนิวตรอน เกณฑ์สำหรับปฏิกิริยาที่สอดคล้องกันคือ 5.6 GeV และ 4.5 GeV พลังงานดังกล่าวได้มาจากโปรตอนจากเครื่องเร่งปฏิกิริยาสมัยใหม่ (ซินโครฟาโซตรอน) ซึ่งสังเกตปฏิกิริยาที่สอดคล้องกัน
แอนติพาร์ติเคิลมักจะแสดงด้วยเครื่องหมายตัวหนอน (~) แอนติโปรตอนแตกต่างจากโปรตอนตรงที่สัญลักษณ์ของประจุไฟฟ้า (มีประจุลบ) และทิศทางของโมเมนต์แม่เหล็กของมันเอง (สำหรับทิศทางของการหมุนและโมเมนต์แม่เหล็กนั้นตรงกันข้าม)
แอนติอนุภาคไม่เพียงมีอยู่ในเฟอร์มิออนเท่านั้น แต่ยังอยู่ในโบซอนด้วย ตัวอย่างเช่น -มีซอนเป็นปฏิปักษ์ของมีซอน มีอนุภาคที่เหมือนกันกับปฏิภาคของพวกมัน (กล่าวคือ ไม่มีปฏิภาค) อนุภาคดังกล่าวเรียกว่าเป็นกลางอย่างยิ่ง ได้แก่โฟตอน, -มีซอน, ?-เมสัน พวกเขาไม่ทำลายล้างเมื่อพบกัน
สำหรับเลปตอน โบซอน และโปรตอน อนุภาคและปฏิอนุภาคจะมีสัญลักษณ์ของประจุไฟฟ้าต่างกัน สำหรับอนุภาคอื่นๆ เช่น ไฮเปอร์รอน ปฏิปักษ์จะแตกต่างจากอนุภาคที่มีประจุแบริออน นิวตริโนและแอนตินิวตริโนต่างกันที่สัญลักษณ์ของประจุเลปตัน
ตามหลักการทั่วไปของทฤษฎีควอนตัมที่ว่าอนุภาคและปฏิปักษ์ต้องมีมวลเท่ากัน อายุขัยเท่ากันในสุญญากาศ โมดูลัสเท่ากันแต่ตรงกันข้ามกับประจุไฟฟ้าและโมเมนต์แม่เหล็ก การหมุนและการหมุนของไอโซโทปเท่ากัน และควอนตัมอื่นที่เหมือนกัน ตัวเลขที่กำหนดให้กับอนุภาคมูลฐาน
การรวมตัวของปฏิปักษ์สามารถสร้างนิวเคลียสและอะตอมจากปฏิสสารได้ เมื่อปฏิสสารมาพบกับสสารธรรมดา การทำลายล้างจะเกิดขึ้นพร้อมกับการปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาล (สสารกลายเป็นรังสี) ปัจจุบันแอนตินิวเคลียสผลิตได้ในห้องปฏิบัติการเท่านั้น
ในความเป็นจริง การยืนยันว่าปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคและปฏิปักษ์ก่อให้เกิดโฟตอนอย่างสม่ำเสมอนั้นไม่เป็นความจริงแม้ว่าจะเกี่ยวกับอิเล็กตรอนและโพซิตรอนก็ตาม คู่อิเล็กตรอน-โพซิตรอนอิสระจะทำลายล้างด้วยการก่อตัวของควอนตัมแม่เหล็กไฟฟ้าก็ต่อเมื่อพลังงานไม่สูงเกินไป อิเล็กตรอนและโพซิตรอนที่เร็วมากสามารถสร้างไพเมซอนที่เป็นบวกและลบได้ (ซึ่งก็คือไพออนด้วย) บวกและลบมิวออน โปรตอนและแอนติโปรตอน และแม้แต่อนุภาคที่หนักกว่า พลังงานเท่านั้นก็เพียงพอแล้ว โปรตอนและแอนติโปรตอนที่ช้าในระหว่างการทำลายล้างทำให้เกิดไพออนที่มีประจุและเป็นกลาง (และปฏิกิริยาที่เร็วกับอนุภาคอื่น) ซึ่งจะสลายตัวเป็นแกมมาควอนต้า มิวออน และนิวตริโน โดยหลักการแล้ว การชนกันของอนุภาคและแอนติโกปีของอนุภาคอาจส่งผลให้เกิดการรวมกันของอนุภาคใดๆ ก็ตามที่ไม่ได้รับอนุญาตโดยหลักการของสมมาตรและกฎการอนุรักษ์ |
อาจดูเหมือนว่าการทำลายล้างไม่แตกต่างจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคอื่นๆ แต่มีลักษณะพื้นฐานอย่างหนึ่ง เพื่อให้อนุภาคที่มีความเสถียร เช่น โปรตอนหรืออิเล็กตรอน ก่อให้เกิดการอาบน้ำของสิ่งมีชีวิตแปลกหน้าในพิภพเล็ก ๆ เมื่อพวกมันมาบรรจบกัน พวกมันจะต้องกระจายตัวอย่างเหมาะสม โปรตอนที่ช้าจะเปลี่ยนความเร็วเมื่อมาพบกัน - นี่จะเป็นจุดสิ้นสุดของเรื่อง แต่โปรตอนและแอนติโปรตอนที่เข้ามาใกล้จะเกิดการกระเจิงและกระจายแบบยืดหยุ่น หรือทำลายล้างและผลิตอนุภาคทุติยภูมิ
ที่กล่าวมาทั้งหมดหมายถึงการทำลายล้างอนุภาคอิสระ หากอย่างน้อยหนึ่งในนั้นเป็นส่วนหนึ่งของระบบควอนตัม โดยหลักการแล้วสถานการณ์จะยังคงเหมือนเดิม แต่ทางเลือกอื่นจะเปลี่ยนไป ตัวอย่างเช่น การทำลายล้างอิเล็กตรอนอิสระและโพซิตรอนอิสระไม่สามารถก่อให้เกิดควอนตัมเพียงอันเดียวได้ - กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมไม่อนุญาต วิธีที่ง่ายที่สุดในการดูว่าคุณทำงานในระบบจุดศูนย์กลางความเฉื่อยของคู่ที่ชนกันหรือไม่ โมเมนตัมเริ่มต้นจะเท่ากับศูนย์ ดังนั้นจึงไม่สามารถตรงกับโมเมนตัมของโฟตอนเดี่ยวได้ ไม่ว่ามันจะลอยไปที่ไหนก็ตาม หากโพซิตรอนไปพบกับอิเล็กตรอนซึ่งก็คือส่วนหนึ่งของอะตอมไฮโดรเจน ก็อาจเกิดการทำลายล้างด้วยโฟตอนเพียงตัวเดียวได้ ในกรณีนี้ โมเมนตัมส่วนหนึ่งจะถูกถ่ายโอนไปยังนิวเคลียสของอะตอม
แล้วแอนติกราฟล่ะ?
อาร์เธอร์ ชูสเตอร์ นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษเชื่อว่าปฏิสสารถูกผลักไสด้วยแรงโน้มถ่วงด้วยสสารธรรมดา แต่วิทยาศาสตร์สมัยใหม่กลับมองว่าสิ่งนี้ไม่น่าเป็นไปได้ จากหลักการทั่วไปส่วนใหญ่ของความสมมาตรของกฎของไมโครเวิลด์ เป็นไปตามที่ว่าปฏิภาคอนุภาคควรถูกดึงดูดเข้าหากันด้วยแรงโน้มถ่วง เช่นเดียวกับอนุภาคที่ไม่มีคำนำหน้าว่า "แอนติ" คำถามที่ว่าปฏิกิริยาระหว่างแรงโน้มถ่วงของอนุภาคและปฏิอนุภาคคืออะไรยังไม่ได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์ แต่คำตอบนั้นเกือบจะชัดเจนแล้ว
เริ่มจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์กันก่อน มันขึ้นอยู่กับหลักการของความเท่าเทียมกันที่เข้มงวดของมวลความโน้มถ่วงและมวลเฉื่อย และสำหรับเรื่องทั่วไป ข้อความนี้ได้รับการยืนยันจากการทดลองโดยการวัดที่แม่นยำมากหลายอย่าง เนื่องจากมวลเฉื่อยของอนุภาคมีค่าเท่ากับมวลของปฏิปักษ์ของมันทุกประการ จึงมีแนวโน้มมากที่มวลความโน้มถ่วงของพวกมันจะเท่ากันเช่นกัน อย่างไรก็ตาม นี่ยังคงเป็นข้อสันนิษฐาน แม้ว่าจะเป็นไปได้อย่างมาก และไม่สามารถพิสูจน์ได้ด้วยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป
 |
นี่คือการลงทะเบียนของรังสีที่มีลักษณะพลังงานของการทำลายล้าง หรือการลงทะเบียนโดยตรงของปฏิปักษ์โดยมวลและประจุ เนื่องจากแอนติโปรตรอนและนิวเคลียสของแอนติฮีเลียมไม่สามารถบินผ่านชั้นบรรยากาศได้ จึงสามารถตรวจพบได้โดยใช้เครื่องมือที่ยกขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศสูงบนบอลลูนหรือเครื่องมือในวงโคจร เช่น AMS-01 Magnetic Alpha Spectrometer ที่ส่งไปยังสถานี Mir ในปี 1998 หรือ AMS-02 ที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นมาก (ในภาพ) ซึ่งจะเริ่มทำงานบน ISS |
วิธีหลักในการค้นหาปฏิสสาร |
ข้อโต้แย้งอีกประการหนึ่งที่ต่อต้านแรงผลักจากแรงโน้มถ่วงระหว่างสสารและปฏิสสารตามมาด้วยกลศาสตร์ควอนตัม โปรดจำไว้ว่าฮาดรอน (อนุภาคที่มีปฏิกิริยารุนแรง) ประกอบด้วยควาร์กที่เกาะติดกันด้วยพันธะกลูออน แบริออนแต่ละตัวประกอบด้วยควาร์กสามตัว ในขณะที่มีซอนประกอบด้วยควาร์กและแอนติควาร์กที่จับคู่กัน และไม่เหมือนกันเสมอไป (มีซอนซึ่งประกอบด้วยควาร์กและแอนติควาร์กของมันเอง เป็นอนุภาคที่เป็นกลางอย่างแท้จริงในแง่ที่ว่ามันเหมือนกันโดยสิ้นเชิง ถึงแอนติเมซันของมัน) อย่างไรก็ตาม โครงสร้างควาร์กเหล่านี้ไม่ถือว่ามีความเสถียรอย่างแน่นอน ตัวอย่างเช่น โปรตอนประกอบด้วยยู-ควาร์ก 2 ตัว ซึ่งแต่ละอะตอมมีประจุไฟฟ้ามูลฐาน +2/3 และ d-ควาร์ก 1 ตัวที่มีประจุ -1/3 (ดังนั้น ประจุของโปรตอนคือ +1 ). อย่างไรก็ตาม ควาร์กเหล่านี้ซึ่งเป็นผลมาจากการมีปฏิสัมพันธ์กับกลูออน สามารถเปลี่ยนธรรมชาติของพวกมันได้ในเวลาอันสั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกมันสามารถกลายเป็นแอนติควาร์กได้ หากอนุภาคและปฏิอนุภาคผลักกันด้วยแรงโน้มถ่วง น้ำหนักของโปรตอน (และแน่นอนว่านิวตรอนด้วย) ควรจะแกว่งเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ยังไม่พบผลกระทบดังกล่าวในห้องปฏิบัติการแห่งเดียว
ไม่ต้องสงสัยเลยว่าสักวันหนึ่งการทดลองของพระองค์จะตอบคำถามนี้ เราต้องการเพียงเล็กน้อย - เพื่อสะสมปฏิสสารมากขึ้นและดูว่ามันทำงานอย่างไรในสนามโน้มถ่วงภาคพื้นดิน อย่างไรก็ตาม ในทางเทคนิคแล้ว การวัดเหล่านี้มีความซับซ้อนอย่างไม่น่าเชื่อ และเป็นการยากที่จะคาดการณ์ว่าจะสามารถนำไปใช้ได้เมื่อใด
แล้วความแตกต่างคืออะไร?
หลังจากการค้นพบโพซิตรอนเป็นเวลาหนึ่งในสี่ของศตวรรษ นักฟิสิกส์เกือบทั้งหมดมั่นใจว่าธรรมชาติไม่ได้แยกแยะระหว่างอนุภาคและปฏิอนุภาค โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เชื่อกันว่ากระบวนการทางกายภาพใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคนั้นสอดคล้องกับกระบวนการเดียวกันกับปฏิปักษ์ทุกประการ และทั้งสองกระบวนการดำเนินไปด้วยความน่าจะเป็นที่เท่ากัน ข้อมูลการทดลองที่มีอยู่เป็นพยานว่าหลักการนี้สังเกตได้จากปฏิกิริยาพื้นฐานทั้งสี่อัน ได้แก่ แรง แม่เหล็กไฟฟ้า อ่อน และแรงโน้มถ่วง
แล้วทุกอย่างก็เปลี่ยนไปอย่างมากในทันที ในปี 1956 นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน หลี่ จุนเตา และหยาง เจนนิ่ง ตีพิมพ์บทความที่ได้รับรางวัลโนเบล ซึ่งพวกเขาอภิปรายถึงความยากของอนุภาคสองชนิดที่ดูเหมือนจะเหมือนกัน คือ ทีตามีซอน และเทามีซอน ซึ่งสลายตัวเป็นจำนวนไพออนต่างกัน ผู้เขียนเน้นย้ำว่าปัญหานี้สามารถแก้ไขได้หากเราถือว่าการสลายตัวดังกล่าวเกี่ยวข้องกับกระบวนการที่ธรรมชาติเปลี่ยนแปลงไปเมื่อเปลี่ยนจากขวาไปเย็น กล่าวอีกนัยหนึ่งด้วยการสะท้อนกลับของกระจก (หลังจากนั้นไม่นานนักฟิสิกส์ก็ตระหนักว่าในแง่ทั่วไป เราต้องการ เพื่อพูดคุยเกี่ยวกับการสะท้อนในแต่ละระนาบพิกัดทั้งสาม - หรือสิ่งที่เหมือนกันเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสัญญาณของพิกัดเชิงพื้นที่ทั้งหมด การผกผันเชิงพื้นที่) ซึ่งหมายความว่ากระบวนการที่ทำมิเรอร์อาจถูกห้ามหรือเกิดขึ้นด้วยความน่าจะเป็นที่แตกต่างจากก่อนการทำมิเรอร์ หนึ่งปีต่อมา นักทดลองชาวอเมริกัน (ซึ่งอยู่ในกลุ่มอิสระสองกลุ่มและทำงานด้วยวิธีการที่แตกต่างกัน) ยืนยันว่ากระบวนการดังกล่าวมีอยู่จริง
นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้น ในเวลาเดียวกันนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกาตระหนักว่าการละเมิดสมมาตรของกระจกทำให้เกิดการละเมิดสมมาตรที่เกี่ยวข้องกับการแทนที่อนุภาคด้วยปฏิปักษ์ซึ่งได้รับการพิสูจน์ซ้ำแล้วซ้ำอีกในการทดลอง เป็นที่น่าสังเกตว่าไม่นานก่อนลีและหยาง แต่ยังอยู่ในปี 1956 เดียวกัน ความเป็นไปได้ในการทำลายสมมาตรของกระจกถูกพูดคุยโดยนักฟิสิกส์ทดลอง Martin Block และ Richard Feynman นักทฤษฎีผู้ยิ่งใหญ่ แต่พวกเขาไม่เคยตีพิมพ์ข้อควรพิจารณาเหล่านี้เลย
 |
ในระหว่างภารกิจกระสวยอวกาศครั้งสุดท้าย (STS-134) ในปี 2010 เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ชนิดใหม่คือ Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02, Alpha Magnetic Spectrometer) จะถูกส่งไปยัง ISS รถต้นแบบ AMS-01 ถูกส่งขึ้นไปบนสถานีอวกาศเมียร์ในปี 1998 และยืนยันประสิทธิภาพของแนวคิดดังกล่าว เป้าหมายหลักของโปรแกรมวิทยาศาสตร์คือการศึกษาและวัดองค์ประกอบของรังสีคอสมิกด้วยความแม่นยำสูงตลอดจนค้นหารูปแบบแปลกใหม่ของสสาร - สสารมืด สสารแปลก (อนุภาคที่มีควาร์กแปลก ๆ ) เช่น รวมถึงปฏิสสาร - โดยเฉพาะ นิวเคลียสของแอนติฮีเลียม . |
AMS ถึง ISS |
นักฟิสิกส์ตามธรรมเนียมแสดงถึงการสะท้อนของกระจกด้วยตัวอักษรละติน P และการแทนที่อนุภาคด้วยปฏิปักษ์ด้วยตัวอักษร C สมมาตรทั้งสองถูกละเมิดเฉพาะในกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอเท่านั้นซึ่งเป็นกระบวนการที่รับผิดชอบต่อการสลายตัวของเบต้าของนิวเคลียสของอะตอม ตามมาว่าเป็นเพราะปฏิกิริยาที่อ่อนแอซึ่งมีพฤติกรรมของอนุภาคและปฏิปักษ์ที่แตกต่างกัน
การละเมิดสมมาตรของกระจกอย่างแปลกประหลาดทำให้เกิดความพยายามที่จะชดเชยมันในทางใดทางหนึ่ง ในปี 1956 Lee และ Yang และ Lev Landau เสนอแนะว่าธรรมชาติไม่ได้แยกแยะระหว่างระบบที่ได้รับจากกันโดยการใช้การแปลง C และ P ร่วมกัน (ที่เรียกว่าสมมาตร CP) จากมุมมองของทฤษฎี สมมติฐานนี้ดูน่าเชื่อถือมากและยิ่งไปกว่านั้น ยังสอดคล้องกับข้อมูลการทดลองอีกด้วย อย่างไรก็ตาม เพียงแปดปีต่อมา พนักงานของห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Brookhaven ค้นพบว่า K-meson ที่ไม่มีประจุตัวหนึ่ง (หรือที่เรียกกันว่า kaons) สามารถสลายตัวเป็นคู่ไพออนได้ ด้วยการยึดมั่นในสมมาตร CP อย่างเคร่งครัด การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจึงเป็นไปไม่ได้ - ดังนั้น ความสมมาตรนี้จึงไม่เป็นสากล! จริงอยู่ส่วนแบ่งของการสลายตัวที่ต้องห้ามตามที่คาดคะเนนั้นไม่เกิน 0.2% แต่ก็ยังเกิดขึ้น! การค้นพบนี้ทำให้ผู้นำทีม Brookhaven James Cronin และ Val Fitch ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์
ความสมมาตรและปฏิสสาร
การละเมิดสมมาตรของ CP เกี่ยวข้องโดยตรงกับความแตกต่างระหว่างสสารและปฏิสสาร ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 มีการทดลองที่สวยงามมากที่ CERN ด้วย K 0 kaons ที่เป็นกลาง ซึ่งแต่ละการทดลองประกอบด้วย d ควาร์กและแอนติควาร์กที่แปลกประหลาดที่มีมวลมากกว่า กฎแห่งธรรมชาติทำให้แอนติควาร์กสูญเสียพลังงานบางส่วนและกลายเป็นแอนติ-ดี พลังงานที่ปล่อยออกมาสามารถนำมาใช้สลายคาออนได้ แต่เป็นไปได้ว่าดีควาร์กที่อยู่ใกล้เคียงจะดูดซับมันและกลายเป็นควาร์กแปลก ๆ ด้วยเหตุนี้ อนุภาคจะปรากฏขึ้น ซึ่งประกอบด้วยแอนติควาร์กและควาร์กแปลก ซึ่งก็คือแอนติไคอนที่เป็นกลาง อย่างเป็นทางการ การเปลี่ยนแปลงนี้สามารถอธิบายได้ว่าเป็นผลมาจากการใช้การแปลง CP กับ kaon!
ดังนั้น หากสังเกตสมมาตรของ CP อย่างเคร่งครัด Kaons K 0 ที่เป็นกลางจะเปลี่ยนเป็นปฏิปักษ์ของพวกมันโดยมีความน่าจะเป็นเท่ากันทุกประการเมื่อพวกมันผ่านการแปลงแบบย้อนกลับ การละเมิดสมมาตร CP จะนำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงในความน่าจะเป็นอย่างใดอย่างหนึ่งเหล่านี้ หากเราเตรียมลำแสงของคานและแอนติกอนที่เป็นกลางในจำนวนเท่ากัน และติดตามไดนามิกของความเข้มข้นของอนุภาคทั้งสอง เราจะสามารถค้นหาได้ว่าการแกว่งของควอนตัมของพวกมันเคารพสมมาตรของ CP หรือไม่
นี่คือสิ่งที่นักฟิสิกส์ของ CERN ทำอย่างแน่นอน พวกเขาพบว่าแอนติคาออนที่เป็นกลางจะกลายเป็นแอนติคาออนเร็วกว่าที่เปลี่ยนเป็นแอนติคาออนเล็กน้อย กล่าวอีกนัยหนึ่ง มีการค้นพบกระบวนการในระหว่างที่ปฏิสสารกลายเป็นสสารเร็วกว่าสสารเป็นปฏิสสาร! ในส่วนผสมที่มีสัดส่วนของสสารและปฏิสสารเท่ากันในตอนแรก เมื่อเวลาผ่านไป จะมีการก่อตัวของสสารส่วนเกินเพียงเล็กน้อย แต่ยังคงสามารถวัดได้ ผลแบบเดียวกันนี้ถูกเปิดเผยในการทดลองกับอนุภาคที่เป็นกลางหนักอื่นๆ ได้แก่ D 0 -มีซอน และ B 0 -มีซอน
ดังนั้น ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 20 นักทดลองได้พิสูจน์อย่างน่าเชื่อถือว่าปฏิกิริยาที่อ่อนแอมีผลกระทบต่ออนุภาคและปฏิภาคต่างกัน แม้ว่าความแตกต่างเหล่านี้จะเล็กน้อยในตัวเองและปรากฏให้เห็นเฉพาะในการเปลี่ยนแปลงของอนุภาคที่แปลกประหลาดมากเท่านั้น แต่พวกมันทั้งหมดค่อนข้างจริง นี่หมายถึงการมีอยู่ของความไม่สมดุลทางกายภาพระหว่างสสารและปฏิสสาร
เพื่อให้ภาพสมบูรณ์ ควรสังเกตอีกเหตุการณ์หนึ่ง ในทศวรรษ 1950 ข้อเสนอที่สำคัญที่สุดของกลศาสตร์ควอนตัมเชิงสัมพัทธภาพ ซึ่งก็คือทฤษฎีบท CPT ได้รับการพิสูจน์แล้ว กล่าวว่าอนุภาคและปฏิอนุภาคมีความสมมาตรอย่างเคร่งครัดโดยคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของ CP ตามด้วยการกลับเวลา (พูดอย่างเคร่งครัด ทฤษฎีบทนี้เป็นจริงโดยไม่ต้องคำนึงถึงแรงโน้มถ่วงเท่านั้น มิฉะนั้น คำถามจะยังคงเปิดอยู่) ดังนั้น หากไม่คำนึงถึงสมมาตรของ CP ในบางกระบวนการ ความเร็วในทิศทาง "ไปข้างหน้า" และ "ย้อนกลับ" (แน่นอนว่าสิ่งที่ต้องพิจารณาว่าเป็นทั้งสองอย่างเป็นเรื่องของข้อตกลง) ไม่ควรเท่ากัน นี่คือสิ่งที่การทดลองที่ CERN กับ kaons ที่เป็นกลางได้รับการพิสูจน์แล้ว
กลุ่มต่อต้านโลกอยู่ที่ไหน?
ในปี 1933 Paul Dirac มั่นใจว่าในจักรวาลของเรามีเกาะปฏิสสารทั้งหมด ซึ่งเขากล่าวถึงในการบรรยายโนเบลของเขา อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่เชื่อว่าไม่มีเกาะดังกล่าวอยู่ในกาแล็กซีของเราหรือที่อื่น ๆ แน่นอนว่าปฏิสสารก็มีอยู่เช่นกัน ปฏิปักษ์ถูกสร้างขึ้นโดยกระบวนการพลังงานสูงหลายอย่าง เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิงดาวฤกษ์แสนสาหัสและการระเบิดของซูเปอร์โนวา พวกมันเกิดขึ้นในเมฆของพลาสมาแม่เหล็กที่อยู่รอบดาวนิวตรอนและหลุมดำ ระหว่างการชนกันของอนุภาคจักรวาลเร็วในอวกาศระหว่างดวงดาว ระหว่างการทิ้งระเบิดบรรยากาศของโลกด้วยรังสีคอสมิก และสุดท้ายในการทดลองกับเครื่องเร่งความเร็ว นอกจากนี้การสลายตัวของนิวไคลด์กัมมันตรังสีบางชนิดจะมาพร้อมกับการก่อตัวของปฏิปักษ์ - กล่าวคือโพซิตรอน แต่ทั้งหมดนี้เป็นเพียงปฏิปักษ์เท่านั้น และไม่ใช่ปฏิสสารแต่อย่างใด จนถึงตอนนี้ ยังไม่มีใครสามารถตรวจจับแอนตีฮีเลียมในจักรวาลได้ นับประสาอะไรกับองค์ประกอบที่หนักกว่า การค้นหารังสีแกมมาด้วยสเปกตรัมเฉพาะซึ่งเกิดจากการทำลายล้างที่ขอบเขตของกระจุกจักรวาลของสสารและปฏิสสารก็ไม่ประสบผลสำเร็จเช่นกัน
โลกหรือต่อต้านโลก? |
ลองจินตนาการว่าเรากำลังบินอยู่บนเรือระหว่างดวงดาวที่กำลังเข้าใกล้ดาวเคราะห์ที่มีสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาด จะทราบได้อย่างไรว่าพี่น้องของเราในใจประกอบด้วยสสารหรือปฏิสสาร? คุณสามารถส่งยานสำรวจไปได้ แต่หากระเบิดในชั้นบรรยากาศ เราอาจถือเป็นผู้รุกรานอวกาศ ดังเช่นในนิยายวิทยาศาสตร์เรื่อง Antiworld ของ Krzysztof Borun สิ่งนี้สามารถหลีกเลี่ยงได้โดยใช้ Kaons และ Antikaons ที่เป็นกลางเหมือนกัน ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว พวกเขาไม่เพียงแต่สามารถกลายเป็นกันและกันเท่านั้น แต่ยังสลายตัวและในรูปแบบต่างๆ อีกด้วย ในการสลายตัวดังกล่าว นิวทริโนสามารถเกิดขึ้นได้พร้อมกับไพออนและอิเล็กตรอนที่เป็นบวก หรือโดยไพออนและโพซิตรอนที่เป็นลบ |
โลกหรือต่อต้านโลก? |
รายงานปรากฏเป็นระยะในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการค้นพบแหล่งที่มาปฐมภูมิที่ไม่ได้มาตรฐานของปฏิปักษ์ของจักรวาลที่ไม่ทราบแหล่งกำเนิด ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2552 มีการเผยแพร่ข้อมูลเกี่ยวกับโพซิตรอนที่เร็วมากอย่างลึกลับซึ่งตรวจพบโดยกลุ่มเครื่องตรวจจับ PAMELA อุปกรณ์นี้ถูกวางไว้บนดาวเทียม Resurs-DK ของรัสเซีย ซึ่งถูกส่งเข้าสู่วงโคจรใกล้โลกเมื่อวันที่ 15 มิถุนายน พ.ศ. 2549 จาก Baikonur cosmodrome ผู้เชี่ยวชาญบางคนตีความผลลัพธ์นี้ว่าเป็นหลักฐานที่เป็นไปได้ของการทำลายล้างอนุภาคสสารมืดสมมุติ แต่คำอธิบายที่แปลกใหม่น้อยกว่าก็ปรากฏในไม่ช้า สมมติฐานนี้ได้รับการเสนอความเห็นโดยผู้เชี่ยวชาญด้านรังสีคอสมิกชื่อดัง Veniamin Berezinsky จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Gran Sasso ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสถาบันฟิสิกส์นิวเคลียร์แห่งชาติอิตาลี: "แบบจำลองมาตรฐานสำหรับการผลิตรังสีคอสมิกทางช้างเผือกอยู่บนตำแหน่งสามตำแหน่ง เศษซูเปอร์โนวาถือเป็นแหล่งกำเนิดอนุภาคมีประจุแรกและหลัก แนวคิดที่สอง - อนุภาคถูกเร่งให้มีความเร็วสัมพัทธภาพพิเศษที่ด้านหน้าของคลื่นกระแทกหลังการระเบิดและในการเร่งความเร็วนี้บทบาทของสนามแม่เหล็กของพวกมันมีขนาดใหญ่มาก ประการที่สาม ตำแหน่งคือรังสีคอสมิกแพร่กระจายโดยการแพร่ Pasquale Blasi อดีตนักศึกษาของฉันและตอนนี้เป็นศาสตราจารย์ที่สถาบันดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่งชาติแสดงให้เห็นว่าโพซิตรอนส่วนเกินที่ตรวจพบโดยคอมเพล็กซ์ PAMELA ค่อนข้างสอดคล้องกับแบบจำลองนี้ โปรตอนที่ถูกเร่งในคลื่นกระแทกชนกับ อนุภาคของก๊าซคอสมิกและอยู่ในโซนความเร่งนี้ที่พวกมันกลายเป็นไพออนบวกซึ่งสลายตัวไปตามการก่อตัวของโพซิตรอนและนิวตริโน จากการคำนวณของเบลซี กระบวนการนี้สามารถผลิตโพซิตรอนที่มีความเข้มข้นเท่ากันกับที่พาเมลาพบได้เป็นอย่างดี กลไกในการสร้างโพสิตรอนดังกล่าวดูเป็นธรรมชาติอย่างยิ่ง แต่ด้วยเหตุผลบางอย่างมันไม่เคยเกิดขึ้นกับใครเลยจนกระทั่งบัดนี้ บลาซียังแสดงให้เห็นว่ากระบวนการเดียวกันควรสร้างแอนติโปรตอนส่วนเกินด้วย อย่างไรก็ตาม ภาพตัดขวางของการผลิตจะน้อยกว่าค่าโพซิตรอนที่สอดคล้องกันมาก เนื่องจากสามารถตรวจจับได้เมื่อมีพลังงานสูงกว่าเท่านั้น ฉันคิดว่ามันจะเป็นไปได้เมื่อเวลาผ่านไป”
โดยทั่วไป จนถึงขณะนี้ ทุกสิ่งบ่งบอกถึงความจริงที่ว่าไม่มีแอนติสตาร์ ไม่มีแอนติดาวเคราะห์ หรือแม้แต่แอนตีไนต์ที่เล็กที่สุดในอวกาศ ในทางกลับกัน แบบจำลองบิกแบงทั่วไประบุว่าหลังกำเนิดไม่นาน จักรวาลของเรามีจำนวนอนุภาคและปฏิปักษ์เท่ากัน แล้วทำไมอันแรกรอดและอันหลังหายไป?
- อนุภาคมูลฐานคู่แฝดซึ่งแตกต่างจากอนุภาคหลังด้วยสัญลักษณ์ของประจุไฟฟ้าและสัญญาณของลักษณะอื่น ๆ อนุภาคและปฏิอนุภาคมีมวล การหมุนรอบ และอายุการใช้งานเท่ากัน หากอนุภาคมีลักษณะเฉพาะด้วยลักษณะควอนตัมภายในอื่น ๆ ที่มีเครื่องหมาย ค่าของลักษณะเหล่านี้สำหรับปฏิปักษ์จะเหมือนกัน แต่สัญญาณจะตรงกันข้าม หากอนุภาคไม่เสถียร (ประสบกับการสลายตัว) ปฏิปักษ์ก็จะไม่เสถียรเช่นกัน และอายุการใช้งานของพวกมันตรงกันและวิธีการสลายตัวเกิดขึ้นพร้อมกัน (ขึ้นอยู่กับการแทนที่ในรูปแบบการสลายตัวของอนุภาคเป็นปฏิปักษ์)
สสารสามัญประกอบด้วยโปรตอน (p) นิวตรอน (n) และอิเล็กตรอน (e -) ปฏิสสารประกอบด้วยปฏิปักษ์ - แอนติโปรตอน (), แอนตินิวตรอน () และแอนติอิเล็กตรอน (โพซิตรอน e +) การเลือกอนุภาคที่จะพิจารณาว่าเป็นอนุภาคและอนุภาคใดเป็นปฏิปักษ์นั้นขึ้นอยู่กับเงื่อนไขและพิจารณาจากการพิจารณาตามความสะดวก แอนติพาร์ติเคิลของแอนติพาร์ติเคิลคืออนุภาค เมื่ออนุภาคและปฏิภาคชนกัน พวกมันจะหายไป (ทำลายล้าง) กลายเป็นควอนตัมแกมมา
ในบางกรณี (เช่น โฟตอนหรือ π 0 -มีซอน เป็นต้น) อนุภาคและปฏิปักษ์จะตรงกันโดยสมบูรณ์ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าโฟตอนและ π 0 -เมสันไม่มีประจุไฟฟ้าและลักษณะภายในอื่น ๆ ที่มีเครื่องหมาย
| ลักษณะเฉพาะ | อนุภาค | ต่อต้านอนุภาค |
|---|---|---|
| น้ำหนัก | ม | ม |
| ค่าไฟฟ้า | +(-)ถาม | -(+)ถาม |
| สปิน | เจ | เจ |
| ช่วงเวลาแม่เหล็ก | +(-)μ | -(+)μ |
| หมายเลขแบริออน | +บี | -บี |
| หมายเลขเลปตัน | +L อี , +L μ , +L τ | -L อี , -L μ , -L τ |
| ความแปลกประหลาด | +(-)ส | -(+)ส |
| เสน่ห์ | +(-)ค | -(+)ค |
| ความต่ำสุด | +(-)ข | -(+)ข |
| ความยอดเยี่ยม | +(-)ต | -(+)ต |
| ไอโซสปิน | ฉัน | ฉัน |
| การฉายภาพไอโซสปิน | +(-)ผม 3 | -(+)ฉัน 3 |
| ความเท่าเทียมกัน | +(-) | -(+) |
| ตลอดชีวิต | ต | ต |
|
โครงการสลายตัว |
 |
คอนจูเกตชาร์จ  |
ปฏิสสารประกอบด้วยปฏิปักษ์ - แอนติโปรตอน, แอนตินิวตรอนและแอนติอิเล็กตรอน - โพซิตรอน e + อนุภาคและปฏิปักษ์มีค่าเท่ากัน การเลือกอนุภาคที่จะพิจารณาว่าเป็นอนุภาคและอนุภาคใดเป็นปฏิปักษ์นั้นขึ้นอยู่กับเงื่อนไขและพิจารณาจากการพิจารณาตามความสะดวก ในส่วนที่สามารถสังเกตได้ของจักรวาล สสารประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ โปรตอนที่มีประจุบวก และนิวตรอน
เมื่ออิเล็กตรอนและโพซิตรอนชนกัน พวกมันจะหายไป (ทำลายล้าง) กลายเป็นควอนตัมแกมมา ในระหว่างการทำลายล้างอนุภาคที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างรุนแรงเช่นโปรตอนและแอนติโปรตอนจะเกิดมีซอนหลายตัว π + , π - , π 0 , K + , K - , K 0
สารต้านอนุภาค
สารต้านอนุภาค
ชุดขององค์ประกอบ อนุภาคที่มีค่ามวลและทางกายภาพอื่นเท่ากัน char-k ในฐานะ "ฝาแฝด" ของพวกเขา - h-tsy แต่แตกต่างจากพวกมันในสัญลักษณ์ของเอฟเฟกต์ char-k บางอย่าง (เช่นประจุไฟฟ้า โมเมนต์แม่เหล็ก) ชื่อ "h-tsa" และ "A" มีเงื่อนไขในระดับหนึ่ง: เราสามารถเรียกแอนติอิเล็กตรอน (มีประจุบวก e-n) h-tsey และ e-n - A อย่างไรก็ตาม อะตอมในหมู่เกาะในส่วนที่สังเกตได้ของจักรวาลนั้นมี e-ns ที่เป็นลบ ประจุ ในขณะที่โปรตอนเป็นบวก ฉะนั้นแล้วสำหรับผู้รู้กันตั้งแต่ต้น ยุค 20 ศตวรรษที่ 20 องค์ประกอบ h-ts - el-on และโปรตอน (และนิวตรอนต่อมา) จึงมีการนำชื่อ "อนุภาค" มาใช้
ข้อสรุปเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของ A. เกิดขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2474 โดยชาวอังกฤษ นักฟิสิกส์ P. Dirac เขาพาญาติออกมา ควอนตัม ur-tion สำหรับ e-on (สมการไดแรก) ซึ่งกลายเป็นสมมาตรด้วยความเคารพต่อสัญลักษณ์ของไฟฟ้า ประจุ: พร้อมกับประจุลบ el-nom มันอธิบายประจุบวก h-zu ที่มีมวลเท่ากัน - แอนติอิเล็กตรอน ตามทฤษฎีของ Dirac การปะทะกันของ p-tsy และ A. ควรนำไปสู่การทำลายล้าง - การหายตัวไปของคู่นี้ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ p-ts อื่น ๆ สองตัวหรือมากกว่านั้นถือกำเนิดขึ้น โฟตอน
ในปี พ.ศ. 2475 Amer ค้นพบแอนตีอิเล็กตรอนแบบทดลอง นักฟิสิกส์ เค. แอนเดอร์สัน เขาถ่ายภาพหยาดน้ำที่เกิดจากรังสีคอสมิกในห้องเมฆที่วางอยู่ในแม็กกาซีน . ค่าใช้จ่าย h-tsa เคลื่อนที่แบบขยาย สนามตามแนวส่วนโค้งของวงกลม และอนุภาคที่มีประจุของสัญญาณต่างกันจะถูกสนามเบนไปในทิศทางตรงกันข้าม นอกเหนือจากร่องรอยของข่าวอิเล็กทรอนิกส์ที่รวดเร็วซึ่งเป็นที่รู้จักในขณะนั้น แอนเดอร์สันยังพบในรูปถ่ายที่มีรูปร่างเหมือนกันทุกประการ ร่องรอยของจิตใจมีประจุบวก h-ts ที่มีมวลเท่ากัน คนเหล่านี้ถูกเรียกว่าโพซิตรอน การค้นพบโพซิตรอนเป็นการยืนยันทฤษฎีของ Dirac ได้อย่างดีเยี่ยม ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาการค้นหา A อื่น ๆ
ในปี 1936 ก็อยู่ในอวกาศเช่นกัน พบว่ารังสีเป็นลบ และวาง (m- และ m+) ซึ่งเป็น h-tsey และ A. สัมพันธ์กัน ในปี พ.ศ. 2490 พบว่าจักรวาลมิวออน รังสีเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการสลายตัวของ h-c - pi-mesons (p-, p+) ที่ค่อนข้างหนักกว่า ในปี พ.ศ. 2498 มีการลงทะเบียนแอนติโปรตรอนตัวแรกในการทดลองที่เครื่องเร่งความเร็ว ฟิสิกส์ กระบวนการที่ทำให้เกิดแอนติโปรตอนคือโปรตอน-. ต่อมามีการค้นพบแอนตินิวตรอน ภายในปี 1981 A. ขององค์ประกอบที่รู้จักเกือบทั้งหมดถูกค้นพบโดยการทดลอง h-ts
หลักการทั่วไปของทฤษฎีสนามควอนตัมทำให้สามารถสรุปผลเชิงลึกหลายประการเกี่ยวกับคุณสมบัติของอนุภาคและอะตอมได้ เช่น มวล การหมุน การหมุนของไอโซโทป อายุการใช้งานของอนุภาคและอะตอมของอนุภาคจะต้องเท่ากัน (โดยเฉพาะ อนุภาคเสถียรสอดคล้องกับ A. เสถียร); ขนาดเท่ากัน แต่เครื่องหมายตรงข้ามต้องไม่ใช่ไฟฟ้าเท่านั้น ประจุ (และกำลังขยาย) h-tsy และ A. แต่ยังรวมไปถึงควอนตัมอื่นๆ ทั้งหมดด้วย ตัวเลขที่ผู้คนนำมาประกอบเพื่ออธิบายรูปแบบของเอฟเฟกต์: ประจุแบริออน, ประจุเลปตัน, ความแปลกประหลาด, "" ฯลฯ Ch-tsa ซึ่งคุณลักษณะทั้งหมดที่แยกความแตกต่างจาก A. มีค่าเท่ากับศูนย์เรียกว่า เป็นกลางอย่างแท้จริง h-ts และ A. h-ts ดังกล่าวเหมือนกัน ซึ่งรวมถึง p0- และ h-mesons, J/y- และ Y-particles
จนกระทั่งปี 1956 เชื่อกันว่ามีความสมบูรณ์ระหว่าง p-tsy และ A ซึ่งหมายความว่าหาก c.-l กระบวนการระหว่าง p-tsami นั้นจะต้องมีกระบวนการเดียวกันทุกประการระหว่าง A. ในปี 1956 พบว่าความสมมาตรดังกล่าวมีอยู่เฉพาะในแรงและแม่เหล็กเอล. vz-stvie. ในอิทธิพลที่อ่อนแอ พบว่ามีการละเมิดความสมมาตรของอนุภาค-A (ดูชาร์จคู่) โดยหลักการแล้วจาก A. สามารถสร้างได้ในลักษณะเดียวกับ in-in จาก ch-ts อย่างไรก็ตาม ความเป็นไปได้ที่จะถูกทำลายล้างเมื่อพบกับมนุษย์ไม่อนุญาตให้ A. อีกต่อไป มีอยู่ใน in-ve ก. สามารถ “อยู่” ได้นานได้ก็ต่อเมื่อขาดการติดต่อกับผู้คนในเกาะโดยสิ้นเชิง หลักฐานของการมีอยู่ของปฏิสสารในบริเวณ "ใกล้" จักรวาลจะเป็นการทำลายล้างที่ทรงพลัง มายังโลกจากบริเวณสัมผัสอิน-วาและปฏิสสาร แต่จนถึงขณะนี้นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ยังไม่ทราบข้อมูลที่จะพูดถึงการดำรงอยู่ในจักรวาลของภูมิภาคที่เต็มไปด้วยปฏิสสาร
พจนานุกรมสารานุกรมกายภาพ. - ม.: สารานุกรมโซเวียต. . 1983 .
สารต้านอนุภาค
อนุภาคมูลฐานที่มีค่ามวล การหมุน ฯลฯ ทางกายภาพเท่ากัน ลักษณะเป็น "ฝาแฝด" - "อนุภาค" แต่แตกต่างจากพวกเขาในลักษณะสัญญาณของลักษณะปฏิสัมพันธ์บางอย่าง ( ค่าธรรมเนียม,เช่น. ป้ายไฟฟ้า ค่าใช้จ่าย).
การมีอยู่ของ A. ถูกทำนายโดย P.A.M. Dirac (P.A.M. Dirac) สมการสัมพัทธภาพควอนตัมของการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่ได้รับในปี 1928 (ดู สมการดิแรก) จำเป็นต้องมีวิธีแก้ปัญหาด้วย neg พลังงาน ต่อมาก็พบว่าการหายตัวไปของอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ พลังงานควรตีความได้ว่าเป็นการเกิดขึ้นของอนุภาค (ที่มีมวลเท่ากัน) โดยมีประจุบวก พลังงานและบวก ไฟฟ้า ประจุ เช่น A เทียบกับอิเล็กตรอน อนุภาคนี้คือ โพสิตรอน -เปิดทำการในปี พ.ศ. 2475
ในการทดลองครั้งต่อๆ มา พบว่าไม่เพียงแต่ แต่อนุภาคอื่นๆ ทั้งหมดยังมี A อยู่ด้วย ในปี 1936 ในจักรวาล รังสีเปิดอยู่ มึนและ A. และในปี 1947 - - และ - มีซอนที่ประกอบเป็นอนุภาค A.; จดทะเบียนในปี 1955 ในการทดลองเครื่องเร่งความเร็ว แอนติโปรตอน,ในปี พ.ศ. 2499 - แอนตินิวตรอนเป็นต้น เพื่อนำเสนอ มีการสังเกต AAs สำหรับอนุภาคที่รู้จักเกือบทั้งหมด และไม่ต้องสงสัยเลยว่า AA มีอยู่ในอนุภาคทั้งหมด
การดำรงอยู่และคุณสมบัติของ A. ถูกกำหนดตามรากฐาน หลักการของทฤษฎีสนามควอนตัม - ค่าคงที่ของมันเมื่อเทียบกับ รฟทการเปลี่ยนแปลง (เปรียบเทียบ ทฤษฎีบทซีพีที)จาก พท- ทฤษฎีบทเป็นไปตามนั้น การหมุนและอายุการใช้งานของอนุภาคและ A. จะต้องเท่ากัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งอนุภาคที่มีความเสถียร (สัมพันธ์กับการสลายตัว) จะสอดคล้องกับอะตอมที่เสถียร (อย่างไรก็ตาม การดำรงอยู่ของพวกมันในสสารเป็นเวลานานๆ นั้นเป็นไปไม่ได้เนื่องจาก การทำลายล้างที่มีอนุภาคสสาร) สถานะของอนุภาคและ A. เชื่อมโยงกันด้วยการดำเนินการ การผันประจุ
ดังนั้นอนุภาคและ A. จึงมีสัญญาณทางไฟฟ้าที่ตรงกันข้าม ประจุ (และโมเมนต์แม่เหล็ก) มีค่าเท่ากัน การหมุนของไอโซโทปแต่ต่างกันที่เครื่องหมายที่ยื่นออกมาครั้งที่สาม มีขนาดเท่ากัน แต่มีเครื่องหมายตรงกันข้าม ความแปลกประหลาด เสน่ห์ ความงามฯลฯ การดัดแปลง การผกผันรวม (CP) เชื่อมโยงอนุภาคขดลวดกับสถานะของ A. ที่มีความเป็นเกลียวตรงกันข้าม เลขแบริออนและเลปตันที่มีขนาดเท่ากัน แต่มีเครื่องหมายตรงกันข้าม ถูกกำหนดให้กับอนุภาคและแอมพลิจูดของพวกมัน
เนื่องจากค่าคงที่เกี่ยวกับการผันประจุ ( กับ-invariance) ของผู้แข็งแกร่งและ el.-mag อันตรกิริยาที่เชื่อมต่อกันด้วยแรงที่เหมาะสม วัตถุประกอบจากอนุภาค (นิวเคลียสของอะตอม อะตอม) และจากอะตอม (นิวเคลียสและอะตอม ปฏิสสาร) ควรมีโครงสร้างเหมือนกัน ด้วยเหตุผลเดียวกัน โครงสร้างของฮาดรอนและเสียงของมันจึงตรงกัน ยิ่งไปกว่านั้น ยังอยู่ในกรอบของโมเดลอีกด้วย ควาร์กสถานะของแอนตีแบริออนนั้นอธิบายในลักษณะเดียวกับสถานะของแบริออนโดยแทนที่ควาร์กที่เป็นส่วนประกอบด้วยสถานะที่เกี่ยวข้อง โบราณวัตถุสถานะของมีซอนและ A. มีความโดดเด่นด้วยการแทนที่ส่วนประกอบของควาร์กและแอนติควาร์กด้วยควาร์กที่สอดคล้องกัน สำหรับ อนุภาคที่เป็นกลางอย่างแท้จริงสถานะของอนุภาคและอะตอมตรงกัน อนุภาคดังกล่าวมีความแน่นอน ความเท่าเทียมกันของค่าธรรมเนียม(ด้วยความเท่าเทียมกัน) และ เอสอาร์- ความเท่าเทียมกัน. สิ่งที่รู้จักทั้งหมดคือโบซอน (เช่น - มีซอน - พร้อมสปิน - พร้อมสปิน 1) อย่างไรก็ตามโดยหลักการแล้ว เฟอร์มิออนที่เป็นกลางก็สามารถดำรงอยู่ได้อย่างแท้จริง (ที่เรียกว่า อนุภาคมาฮารานา)
ปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอไม่คงที่ด้วยความเคารพต่อการผันประจุ และผลที่ตามมาคือ ทำลายความสมมาตรระหว่างอนุภาคและเพชร ซึ่งแสดงออกมาในความแตกต่างของส่วนต่างบางอย่าง ลักษณะของการสลายตัวที่อ่อนแอ
ถ้าก.-ล. จากจำนวนควอนตัมของอนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้าไม่ได้รับการอนุรักษ์อย่างเคร่งครัด ดังนั้น การเปลี่ยน (การแกว่ง) ระหว่างสถานะของอนุภาคและ A จึงเป็นไปได้ ในกรณีนี้ รัฐที่มีจำนวนควอนตัมที่ไม่อนุรักษ์ไว้นั้นไม่เหมาะสม สถานะของตัวดำเนินการโมเมนตัมพลังงาน แต่เป็นการซ้อนทับของสถานะที่เป็นกลางอย่างแท้จริงโดยมีการกำหนดแน่นอน ค่ามวล ปรากฏการณ์ที่คล้ายกันสามารถเกิดขึ้นได้ในระบบ ฯลฯ
คำจำกัดความของสิ่งที่เรียกว่า "อนุภาค" ในคู่อนุภาค-A หมายความว่า วัดตามเงื่อนไข อย่างไรก็ตาม ด้วยการเลือก "อนุภาค" A. จึงถูกกำหนดอย่างไม่ซ้ำกัน การอนุรักษ์เลขแบริออนในกระบวนการปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอทำให้สามารถระบุ "อนุภาค" ในคู่แบริออน-แอนติแบริออนโดยสายโซ่ของแบริออนที่สลายตัว การเลือกอิเล็กตรอนเป็น "อนุภาค" ในคู่อิเล็กตรอน-โพซิตรอนจะแก้ไข (เนื่องจากการอนุรักษ์เลขเลปตันในกระบวนการปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอ) คำจำกัดความของสถานะของ "อนุภาค" ในคู่ของอิเล็กตรอนนิวทริโนส-แอนตินิวตริโนส การเปลี่ยนผ่านระหว่างเลปตันสลายตัว รุ่น (ประเภท ) ยังไม่ได้รับการสังเกต ดังนั้นคำจำกัดความของ "อนุภาค" ในเลปตอนแต่ละรุ่น โดยทั่วไป จึงสามารถแยกกันได้ โดยปกติแล้ว โดยการเปรียบเทียบกับอิเล็กตรอน "อนุภาค" จะถูกเรียกว่ามีประจุลบ ซึ่งด้วยการอนุรักษ์เลขเลปตัน จะกำหนดค่าแอนตินิวตริโนที่สอดคล้องกัน สำหรับโบซอน แนวคิดของ "อนุภาค" สามารถกำหนดได้ด้วยคำจำกัดความ เช่น ไฮเปอร์ชาร์จ
การกำเนิดของก. เกิดขึ้นจากการชนกันของอนุภาคของสสารที่ถูกเร่งให้มีพลังงานเกินขีดจำกัดสำหรับการเกิดของอนุภาค-เอ คู่หนึ่ง (ซม. การเกิดของคู่รัก)ในห้องทดลอง ก. สภาวะต่างๆ เกิดจากการโต้ตอบของอนุภาคในตัวเร่งปฏิกิริยา ดำเนินการจัดเก็บ A. ที่ขึ้นรูปแล้ว แหวนจัดเก็บภายใต้สุญญากาศสูง ในธรรมชาติ. ก. สภาวะต่างๆ เกิดขึ้นในระหว่างอันตรกิริยาของจักรวาลปฐมภูมิ รังสีที่มีสสาร เช่น ชั้นบรรยากาศของโลก และควรเกิดในบริเวณใกล้เคียงด้วย พัลซาร์และนิวเคลียสของดาราจักรแอคทีฟ เชิงทฤษฎี พิจารณาการก่อตัวของ A. (โพซิตรอน, แอนตินิวคลีออน) ในระหว่างการสะสมของสสาร หลุมดำ.ภายใต้กรอบแห่งความทันสมัย นักจักรวาลวิทยาพิจารณาการกำเนิดของ A. ในระหว่างการระเหยของหลุมดำดึกดำบรรพ์ที่มีมวลน้อย
ที่อุณหภูมิพักเกินพลังงานนิ่งของอนุภาคประเภทที่กำหนด (ใช้ = 1) คู่อนุภาค-A มีอยู่ในสมดุลของสสารและ e-mag รังสี สภาวะดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้สำหรับอิเล็กตรอน-โพซิตรอนในแกนร้อนของดาวมวลมาก ตามทฤษฎีจักรวาลร้อน ในช่วงแรกของการขยายตัวของจักรวาล คู่อนุภาค-A อยู่ในสภาวะสมดุลกับสสารและการแผ่รังสี ทุกพันธุ์ ตามรุ่น การรวมกันอันยิ่งใหญ่ผลกระทบจากการหยุดชะงัก ค-และความแปรปรวนของ CP ในกระบวนการที่ไม่สมดุลด้วยการไม่อนุรักษ์จำนวนแบริออนอาจนำไปสู่จักรวาลยุคแรกเริ่ม ความไม่สมดุลของแบริออนในจักรวาลแม้ภายใต้เงื่อนไขของความเท่าเทียมกันเริ่มต้นที่เข้มงวดของจำนวนอนุภาคและ A ซึ่งให้ผลทางกายภาพ เหตุผลของการไม่สังเกต ข้อมูลการมีอยู่ของวัตถุในจักรวาลจาก A.
ความหมาย: Dirac P. A. M. หลักการกลศาสตร์ควอนตัม ทรานส์ จากภาษาอังกฤษ ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2 ม. 2522; นิชิจิมะ เค., อนุภาคมูลฐาน, ทรานส์. จากภาษาอังกฤษ, , 1965; Li Ts., Wu Ts., การโต้ตอบที่อ่อนแอ, ทรานส์ จากภาษาอังกฤษ ม. 2511; Zeldovich Ya. V. , Novikov I. D. , โครงสร้างและวิวัฒนาการของจักรวาล, M. , 1975 ม.ยู. โคลปอฟ
สารานุกรมทางกายภาพ. ใน 5 เล่ม - ม.: สารานุกรมโซเวียต. บรรณาธิการบริหาร A. M. Prokhorov. 1988 .
ดูว่า "ANTI-PARTICLES" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:
อนุภาคมูลฐานที่มีมวล การหมุน อายุการใช้งาน และคุณลักษณะภายในอื่นๆ เหมือนกันกับอนุภาค แต่แตกต่างจากอนุภาคในลักษณะประจุไฟฟ้าและโมเมนต์แม่เหล็ก ประจุแบริออน เลปตัน ... ... พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่
ANTIPARTICLES เป็นอนุภาคคู่ของอนุภาคมูลฐานซึ่งมวลและลักษณะทางกายภาพอื่น ๆ มีค่าเท่ากับอนุภาค และลักษณะบางอย่าง เช่น ประจุไฟฟ้าหรือโมเมนต์แม่เหล็ก จะอยู่ตรงข้ามกันในเครื่องหมาย เกือบทั้งหมด… … สารานุกรมสมัยใหม่
ปฏิปักษ์- สารต้านอนุภาค "แฝด" ของอนุภาคมูลฐานซึ่งมีมวลและลักษณะทางกายภาพอื่น ๆ มีค่าเหมือนกับอนุภาค และลักษณะบางอย่าง เช่น ประจุไฟฟ้าหรือโมเมนต์แม่เหล็ก จะอยู่ตรงข้ามกันในเครื่องหมาย เกือบ… … พจนานุกรมสารานุกรมภาพประกอบ
สารต้านอนุภาค- ชุดของอนุภาคมูลฐานและอนุภาคพื้นฐานจำนวนมาก ซึ่งมีมวลและ (ดู) ซึ่งเท่ากับมวลและการหมุนของอนุภาคที่กำหนดทุกประการ และประจุไฟฟ้า โมเมนต์แม่เหล็ก และคุณลักษณะอื่นที่คล้ายคลึงกันจะเหมือนกันและมีลักษณะเหมือนกัน ของอนุภาคแต่...... สารานุกรมโพลีเทคนิคผู้ยิ่งใหญ่
ปฏิอนุภาคคืออนุภาคคู่ของอนุภาคมูลฐานอื่นๆ ที่มีมวลเท่ากันและการหมุนรอบเท่ากัน แต่แตกต่างไปจากมันในลักษณะสัญญาณของลักษณะปฏิสัมพันธ์บางอย่าง (ประจุ เช่น ประจุไฟฟ้าและประจุสี แบริออนและ ... ... Wikipedia
สมมติฐานเกี่ยวกับปฏิอนุภาคเกิดขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2471 เมื่อ P. Dirac บนพื้นฐานของสมการคลื่นสัมพัทธภาพ ทำนายการมีอยู่ของโพซิตรอน (ดูมาตรา 263) ซึ่งค้นพบในอีกสี่ปีต่อมาโดย K. Anderson โดยเป็นส่วนหนึ่งของรังสีคอสมิก
อิเล็กตรอนและโพซิตรอนไม่ใช่คู่อนุภาคและปฏิอนุภาคเพียงคู่เดียว บนพื้นฐานของทฤษฎีควอนตัมเชิงสัมพันธ์ พวกเขาได้ข้อสรุปว่าอนุภาคมูลฐานแต่ละอนุภาคจะต้องมีปฏิภาค (หลักการของการผันประจุ) การทดลองแสดงให้เห็นว่า ด้วยข้อยกเว้นบางประการ (เช่น โฟตอนและ p 0 -มีซอน) แท้จริงแล้ว แต่ละอนุภาคสอดคล้องกับปฏิปักษ์
ตามบทบัญญัติทั่วไปของทฤษฎีควอนตัมที่ว่าอนุภาคและปฏิปักษ์จะต้องมีมวลเท่ากัน อายุขัยเท่ากันในสุญญากาศ มีประจุไฟฟ้าเท่ากัน (และโมเมนต์แม่เหล็ก) ด้วยโมดูลัสเท่ากันแต่มีเครื่องหมายตรงกันข้าม การหมุนและการหมุนของไอโซโทปเท่ากัน และตัวเลขควอนตัมอื่น ๆ ที่เหมือนกัน ประกอบกับอนุภาคมูลฐานเพื่ออธิบายกฎของการมีปฏิสัมพันธ์ (หมายเลขเลปตัน (ดูมาตรา 275) หมายเลขแบริออน (ดูมาตรา 275) ความแปลกประหลาด (ดูมาตรา 274) เสน่ห์ (ดูมาตรา 275) ฯลฯ) เชื่อกันว่าจนถึงปี 1956 มีความสมมาตรโดยสมบูรณ์ระหว่างอนุภาคและปฏิปักษ์ กล่าวคือ หากกระบวนการบางอย่างเกิดขึ้นระหว่างอนุภาค ก็จะต้องมีกระบวนการเดียวกัน (ที่มีลักษณะเหมือนกัน) ระหว่างปฏิปักษ์ อย่างไรก็ตามในปี 1956 ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าความสมมาตรดังกล่าวมีลักษณะเฉพาะสำหรับปฏิกิริยาที่รุนแรงและแม่เหล็กไฟฟ้าเท่านั้น และถูกละเมิดสำหรับปฏิกิริยาที่อ่อนแอ
ตามทฤษฎีของ Dirac การชนกันของอนุภาคและปฏิอนุภาคควรนำไปสู่การทำลายล้างร่วมกัน ซึ่งเป็นผลให้อนุภาคมูลฐานหรือโฟตอนอื่นๆ เกิดขึ้น ตัวอย่างนี้คือปฏิกิริยาที่พิจารณา (263.3) ของการทำลายล้างคู่อิเล็กตรอน-โพซิตรอน (-1 0 จ+ + 1 0 จ® 2ก.)
หลังจากที่ยืนยันการมีอยู่ของโพซิตรอนตามทฤษฎีที่คาดการณ์ไว้ในการทดลองแล้ว คำถามก็เกิดขึ้นเกี่ยวกับการมีอยู่ของแอนติโปรตอนและแอนตินิวตรอน การคำนวณแสดงให้เห็นว่าในการสร้างคู่อนุภาค-ปฏิปักษ์ จำเป็นต้องใช้พลังงานเกินกว่าพลังงานนิ่งสองเท่าของคู่นั้น เนื่องจากอนุภาคจะต้องให้พลังงานจลน์ที่มีนัยสำคัญมาก ในการสร้าง p-p̃-pair ต้องใช้พลังงานประมาณ 4.4 GeV แอนติโปรตอนถูกค้นพบโดยการทดลอง (พ.ศ. 2498) ในระหว่างการกระเจิงของโปรตอน (ถูกเร่งที่ซินโครฟาโซตรอนที่ใหญ่ที่สุดในขณะนั้นที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย) โดยนิวคลีออนของนิวเคลียสเป้าหมาย (ทองแดงทำหน้าที่เป็นเป้าหมาย) ซึ่งเป็นผลมาจากคู่ p - p̃ เกิด.
แอนติโปรตอนแตกต่างจากโปรตอนตรงที่สัญญาณของประจุไฟฟ้าและโมเมนต์แม่เหล็กของมันเอง แอนติโปรตอนสามารถทำลายล้างได้ไม่เพียงแต่กับโปรตอนเท่านั้น แต่ยังทำลายล้างด้วยนิวตรอนด้วย:
(273.1) (273.2) (273.3)
หนึ่งปีต่อมา (พ.ศ. 2499) เครื่องเร่งอนุภาคเดียวกันนี้ประสบความสำเร็จในการได้รับแอนตินิวตรอน (ñ) และทำลายล้างมันได้ แอนตินิวตรอนเกิดขึ้นจากการแลกเปลี่ยนประจุของแอนติโปรตรอนในขณะที่พวกมันเคลื่อนที่ผ่านสสาร ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนประจุ р̃ ประกอบด้วยการแลกเปลี่ยนประจุระหว่างนิวคลีออนและแอนตินิวคลีออนและสามารถดำเนินการได้ตามแบบแผน
(273.4) (273.5)
แอนตินิวตรอน ñ แตกต่างจากนิวตรอนตรงที่มีโมเมนต์แม่เหล็กของมันเอง หากแอนติโปรตรอนเป็นอนุภาคที่เสถียร แอนตินิวตรอนอิสระซึ่งไม่เกิดการทำลายล้างก็จะสลายตัวไปตามรูปแบบในที่สุด
นอกจากนี้ยังพบปฏิปักษ์สำหรับ p + มีซอน, แคนและไฮเปอร์รอน (ดูมาตรา 274) อย่างไรก็ตาม มีอนุภาคบางอนุภาคที่ไม่มีปฏิปักษ์ ซึ่งเรียกว่าอนุภาคที่เป็นกลางอย่างแท้จริง ซึ่งรวมถึงโฟตอน p°-meson และ η-meson (มวลของมันคือ 1,074m e อายุการใช้งาน 7×10 -19 วินาที; สลายตัวพร้อมกับการก่อตัวของ p-meson และ γ-ควอนตา) อนุภาคที่เป็นกลางอย่างแท้จริงไม่สามารถทำลายล้างได้ แต่พวกมันจะพบกับการเปลี่ยนแปลงร่วมกัน ซึ่งเป็นคุณสมบัติพื้นฐานของอนุภาคมูลฐานทั้งหมด เราสามารถพูดได้ว่าอนุภาคที่เป็นกลางอย่างแท้จริงแต่ละตัวนั้นเหมือนกันกับปฏิปักษ์ของมัน
สิ่งที่น่าสนใจอย่างยิ่งและความยากลำบากอย่างยิ่งคือการพิสูจน์การมีอยู่ของแอนตินิวตริโนและคำตอบสำหรับคำถามว่านิวตริโนและแอนตินิวตริโนเป็นอนุภาคที่เหมือนกันหรือต่างกันหรือไม่ การใช้กระแสอันทรงพลังของแอนตินิวตริโนที่ได้รับในเครื่องปฏิกรณ์ (ชิ้นส่วนฟิชชันของนิวเคลียสหนักจะเกิดการสลาย β และตาม (258.1) ปล่อยแอนตินิวทริโนออกมา) นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน F. Reines และ K. Cowan (1956) บันทึกปฏิกิริยาการจับอิเล็กตรอนได้อย่างน่าเชื่อถือ แอนตินิวตริโนโดยโปรตอน:
ในทำนองเดียวกัน ปฏิกิริยาการจับนิวตริโนของอิเล็กตรอนโดยนิวตรอนได้รับการแก้ไขแล้ว:
ดังนั้น ปฏิกิริยา (273.6) และ (273.7) จึงเป็นข้อพิสูจน์ที่เถียงไม่ได้ว่า v จและṽ จเป็นอนุภาคจริง และไม่ใช่แนวคิดสมมติที่นำมาใช้เพื่ออธิบายการสลายตัวของ β เท่านั้น และในทางกลับกัน ยืนยันข้อสรุปว่า v จและṽ จ- อนุภาคต่างๆ
ต่อมาการทดลองเกี่ยวกับการผลิตและการดูดซึมมิวออนนิวทริโนแสดงให้เห็นว่า วี มและ ṽ m เป็นอนุภาคที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังพิสูจน์ได้ว่าคู่ v จ, วี มเป็นอนุภาคต่างกัน และคู่ v จ, ṽ จไม่เหมือนกับคู่รัก วี ม, ṽ m ตามแนวคิดของ B. M. Pontecorvo (ดูมาตรา 271) ปฏิกิริยาการจับนิวทริโนของมิวออนได้ดำเนินการ (ได้มาจากการสลายตัวของ p + ®m + + v m (271.1)) โดยนิวตรอนและอนุภาคที่ได้คือ สังเกต ปรากฎว่าไม่เกิดปฏิกิริยา (273.7) และการดักจับเกิดขึ้นตามแบบแผน
กล่าวคือแทนที่จะเป็นอิเล็กตรอน m - -muons เกิดมาในปฏิกิริยา สิ่งนี้ยืนยันความแตกต่างระหว่าง v จและวี ม
ตามแนวคิดสมัยใหม่ นิวตริโนและแอนตินิวตริโนแตกต่างกันในลักษณะควอนตัมประการหนึ่งของสถานะของอนุภาคมูลฐาน - ความเป็นสปิน ซึ่งหมายถึงการฉายภาพการหมุนของอนุภาคไปยังทิศทางการเคลื่อนที่ (ต่อโมเมนตัม) เพื่ออธิบายข้อมูลการทดลอง สันนิษฐานว่านิวตริโนสปิน s นั้นมีทิศทางตรงกันข้ามกับโมเมนตัม p กล่าวคือ ทิศทางของ p และ s ก่อตัวเป็นสกรูทางซ้าย และนิวตริโนมีลานหมุนไปทางซ้าย (รูปที่ 349, a ). สำหรับแอนตินิวตริโน ทิศทาง p และ s จะสร้างสกรูด้านขวา กล่าวคือ แอนตินิวตริโนมีสปินที่ถูกต้อง (รูปที่ 349, ข)คุณสมบัตินี้ใช้ได้เท่าเทียมกันสำหรับทั้งอิเล็กตรอนและมิวออนนิวตริโน (แอนตินิวตริโน)
เพื่อให้เฮลิซิตี้ถูกใช้เป็นคุณลักษณะของนิวตริโน (แอนตินิวตริโน) มวลนิวตริโนจะต้องถือว่าเป็นศูนย์ การนำเฮลิซิตี้มาใช้ทำให้สามารถอธิบายได้ เช่น การละเมิดกฎหมายการอนุรักษ์ความเท่าเทียมกัน (ดูมาตรา 274) ในกรณีของการโต้ตอบที่อ่อนแอซึ่งทำให้เกิดการสลายตัวของอนุภาคมูลฐานและการสลายตัวของ β ดังนั้น m - -muon ถูกกำหนดให้เป็น helicity ที่ถูกต้อง, m + -muon - left
หลังจากการค้นพบปฏิปักษ์จำนวนมากเช่นนี้ งานใหม่ก็เกิดขึ้น - เพื่อค้นหาแอนตินิวเคลียสหรืออีกนัยหนึ่งเพื่อพิสูจน์การมีอยู่ของปฏิสสารซึ่งสร้างขึ้นจากปฏิปักษ์เช่นเดียวกับสสารจากอนุภาค แอนตินิวเคลียสถูกค้นพบแล้วจริงๆ แอนตินิวเคลียสตัวแรกคือแอนติดิวเทอรอน (สถานะผูกมัดของ p̃ และ ñ) ได้รับในปี 1965 โดยกลุ่มนักฟิสิกส์ชาวอเมริกันที่นำโดยแอล. ลีเดอร์แมน ต่อมา นิวเคลียสของแอนติฮีเลียม (1970) และแอนติทริเทียม (1973) ถูกสังเคราะห์ที่เครื่องเร่ง Serpukhov .
อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าความเป็นไปได้ของการทำลายล้างเมื่อสัมผัสกับอนุภาคไม่อนุญาตให้มีปฏิพัลในอนุภาคเป็นเวลานาน ดังนั้นเพื่อให้ปฏิสสารมีสถานะเสถียรจึงต้องแยกออกจากสสาร หากมีการสะสมของปฏิสสารใกล้กับส่วนของจักรวาลที่เรารู้จัก ก็จะต้องสังเกตการแผ่รังสีทำลายล้างอันทรงพลัง (การระเบิดพร้อมการปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาล) อย่างไรก็ตาม นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ยังไม่ได้ลงทะเบียนสิ่งใดๆ ในลักษณะนี้เลย การวิจัยดำเนินการเพื่อค้นหาแอนตินิวเคลียส (ในท้ายที่สุดคือปฏิสสาร) และความสำเร็จครั้งแรกที่ประสบความสำเร็จในทิศทางนี้มีความสำคัญพื้นฐานสำหรับความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้างของสสาร
