Античастицы

АНТИЧАСТИЦЫ - элементарные частицы, имеющие те же значения масс, спинов и др. физ. характеристик, что и их "двойники" - "частицы", но отличающиеся от них знаками нек-рых характеристик взаимодействия (напр., электрич. заряда). Исключение составляют фотон и нейтральные мезоны (напр., p-мезон), у к-рых все заряды равны нулю, вследствие чего эти частицы тождественны своим А. Такие частицы явл. истинно нейтральными. А., соответствующая данной частице, обычно обозначается символом частицы с тильдой или чертой сверху, напр, антипротон имеет обозначение . При столкновении частицы с А. происходит аннигиляция, при к-рой частица и её А. исчезают, превращаясь в частицы иной природы.

Спины и магн. моменты частиц и их А. одинаковы по величине, но направления магн. момента по отношению к спину противоположны (напр., у электрона спин и магн. момент направлены антнпараллельно, у позитрона - параллельно). У т. н. частиц со спиральностыо (нейтрино) А. имеют противоположную спиральность (противоположное направление спина при одинаковом направлении импульса). Частицам и их А. приписываются одинаковые но величине, но противоположные по знаку барионное и лептонное числа, странность, очарование, красота и др. характеристики.

Законы сохранения (напр., барионно-го заряда, лептонного заряда) утверждают, что сохраняется разность между числом частиц и А., обладающих этими зарядами. Структура адронов и их А. совпадает, причём в рамках модели кварков состояния антибарионов описываются точно так же, как состояния барпонов с заменой составляющих их кварков на соответствующие им антикварки. Состояния мезонов и их А. отличаются заменой составляющих мезон кварка и антикварка на соответствующие антикварк и кварк.

Скорость аннигиляции определяет время жизни стабильной А. в веществе. Времена жизни нестабильной частицы н её А. в точности одинаковы, однако при наличии неск. каналов распада отношение вероятностей W этих каналов может быть различно. Напр., известны распады L-гиперона L R рp^-, LRnp и соответственно для антигиперона и . Отношение вероятностей не равно . Это отличие принципиально важно, т. к. доказывает отсутствие полной симметрии между частицами и А. Возможно, на этом пути удастся объяснить преобладание частиц над А. во Вселенной. Имеющиеся наблюдательные данные о космическом излучении исключают возможность наличия в настоящее время в Галактике заметного количества антивещества (сравнимого с количеством вещества). Подробнее см. Космология, Барионная асимметрия Вселенной.

Рождение А. может происходить в столкновениях частиц вещества, разогнанных до энергий, превосходящих порог рождения пары частица - А. В лабораторных условиях А. рождаются во взаимодействиях частиц, разогнанных на ускорителях; хранение образующихся А. осуществляют в накопительных кольцах при высоком вакууме. Естеств. условия рождения А. реализуются в окрестностях пульсаров и активных ядер галактик, а также при взаимодействии космических лучей с веществом. Теоретич. астрофизика рассматривает образование А. (позитронов, антинуклонов) при аккреции вещества на чёрные дыры. В рамках совр. космологии рассматривают рождение А. при испарении первичных чёрных дыр малой массы. Условия массового рождения электрон-позитронных пар могут реализоваться в горячих ядрах массивных звёзд. Согласно модели горячей Вселенной, на очень ранних стадиях расширения Вселенной в равновесии с веществом и излучением находились все сорта пар частица - А.

(М.Ю. Хлопов)