Antipatikil

Antipatikil la se yon kalite patikil elemantè nan modèl estanda mas ak spin ki egal ak patikil ki koresponn lan. , men nan nimewo kwatik opoze.

Pa egzanp, elektwon ak pozitwon gen menm mas (9,1 × 10⁻³¹ kg) ak menm vire (1/2) men nimewo opoze pwopòsyon (pou egzanp, q = −1,6 × 10⁻¹⁹ koulon pou elèktron an, q = +1,6 × 10⁻¹⁹ koulon pou positron an). Dapre konvansyon, nou di ke positron la se antipatikil ki asosye ak elèktron la. Fòmèlman, opoze a se menm jan vre; Lefèt ke yo konsidere youn (elekwon an) kòm yon "patikil" ak lòt la (positron an) kòm yon "antipartikil" se piman konvansyonèl, chwa sa a soti nan lefèt ke pwoblèm nan ke nou anjeneral rankontre ak nan ki nou yo te fè se konpoze de patikil epi yo pa antipartikil (antimatyè).

Istwa antipatikil la kòmanse nan fen ane 1930 yo^[1].

Paul Dirac te predi egzistans patikil sa yo an 1928 lè li te etidye elèktron la. Li fòmile deskripsyon konpòtman patikil yo pa ekwasyon li a ki sèlman fikse kare sèten kantite. Se poutèt sa, ekwasyon sa a gen de solisyon: solisyon "òdinè", ki koresponn ak konpòtman patikil li te ye, ak yon solisyon ki koresponn ak patikil "teyorik", ki pa obsève ak chaj elektrik opoze^[2].

Premye antipatikil obsève a, yon positron, ki te pwodwi pa kolizyon nan reyon cosmic nan atmosfè a, te dekouvri an 1933 pa Carl David Anderson, Lè sa a, eksperyans radyoaktivite nan laboratwa konfime prediksyon sa a. pou lòt patikil.

Fizik atomik ouvri nan direksyon fizik patikil ki dekouvri ke rankontre yon patikil ak antipatikil li yo detwi yo, emèt yon kantite enèji korespondan apre fòmil byen defini yo konnen E=mc². Lè sa a, enèji sa a bay yon pè foton ki emèt nan Modèl:Ang ak menm enèji a (nan sant ankadreman referans mas). Enèji total foton yo pote nan fòm yon batman koresponn ak tout enèji mas okòmansman prezan nan sistèm nan; epi “mas” matyè oswa antimatyè yo ajoute pandan y ap detwi. Se poutèt sa "mas la" ta dwe endepandan de kalite "matyè" yo konsidere.

Epi, kontrèman, konsantrasyon nan yon kantite ase enèji lakòz kreyasyon youn oswa plis pè patikil-antipartikil.

Antipwoton ak antineutron yo te dekouvri nan ane 1950 yo ansanm ak lòt patikil ak antipatikil ki fòme blòk Modèl Estanda^[2].

Akòz chaj elektrik opoze yo, yon patikil ak antipatikil li yo mete nan menm champ elektwomayetik sibi fòs opoze, ki ka itilize pou izole yo pou etidye antipatikil. Sepandan, li trè difisil pou izole yon antipartikil pafètman: Gabriel Chardin eksplike ke li ta pwobableman enposib pou peze yon anti-elektron (oswa positron).

Pou kreye ak obsève antipatikil, yo itilize yon akseleratè patikil, ki ka bay patikil yo yon enèji konsa ke kolizyon yo libere ase enèji pou kreye pè patikil-antipartikil.

Kounye a (jiska Out 2017), nou pa konnen yon atòm antimatyè "estab" nan eta natirèl la.

Yon antipartikil gen chaj opoze a ak sa ki nan patikil li yo. Pou yon patikil yo dwe pwòp antipartikil li, li nesesè premye pou li "elektrikman" net (chaj leptonik).

Yon patikil konpoze kapab pwòp antipartikil li si li konpoze de patikil ki se pwòp antipartikil yo, oswa si li konpoze de patikil elemantè ki se mityèlman antipartikil yo. Sa a se ka a nan pyon π⁰.

Yon lòt bò, neutron pa kapab pwòp antipartikil pa li byenke li net, paske li konpoze de yon kwak (en) up ak chaj +2 /3 ak de (en) desann kark ak chaj -1/3. Antinetwon an konpoze de antipatikil sa yo ki fòme netwon an: yon antiquark (en) up ak chaj -2/3, ak de antiquarks (en) down ak chaj +1/3. Se poutèt sa li diferan de netwon an.

Gen kat solisyon nan ekwasyon Dirac, ki koresponn ak patikil la ak antipartikil li yo, ak de oryantasyon spin posib.

Pou ekwasyon Majorana, gen de sèlman: antipatikil la se ekivalan a nan patikil yo wè nan yon glas. Se poutèt sa, gen yon envèsyon vire lè w ap pase nan antipartikil la.

Lè w gade yon patikil nan yon glas ranvèse sou yon bò vire li, yon lòt bò elisisite li, sa vle di pwojeksyon vire a sou vitès li. Men, elisite a chanje lè nou chanje ankadreman referans pa deplase pi vit pase patikil la. Sa a se sèlman posib pou yon patikil ki pa zewo mas, paske patikil ki gen mas zewo deplase nan vitès limyè a nan yon vakyòm, ki pa depase (tankou yon chanjman nan ankadreman referans pa ta fè okenn sans) .

fermyon yo klase selon si wi ou non yo se pwòp antipartikil yo. Se konsa, nou rele:

• Dirac patikil yon patikil ki diferan de antipartikil korespondan an;
• Majorana patikil yon patikil ki se pwòp antipartikil li.

Tout patikil pou kesyon an deside se patikil Dirac.

Dout rete sou neutrino a paske li gen patikilye nan yo te sèlman obsève ak elisite gòch la, ak antineutrino a ak elisite dwat la.

Distenksyon ant patikil Dirac ak Majorana pa fè sans pou patikil ki gen zewo vire. Se poutèt sa nou pale an Angle nan "Dirac fermions" ak "Majorana fermions" olye ke patikil.

Pou yon patikil ki gen zewo mas, elisite a gen yon sèl oryantasyon posib^[3]. Depi lè sa a, distenksyon ant patikil Dirac ak patikil Majorana pa enpòtan ankò.

foton, graviton ipotetik ak gluon yo se pwòp antipartikil pa yo.

 Atik detaye : Simetri CPT ak Simetri CP.

Simetri yo obsève ant elektwon an ak positron nan ekwasyon Dirac a se yon reyalite, yon pwopriyete jeneral nan tout teyori a. Yon simetri se yon transfòmasyon ki kite yon objè san chanje, oswa ki pa chanje rezilta yon eksperyans: pa egzanp, yon wotasyon yon kib soti nan yon fas a lòt (90°) se yon simetri paske li pa chanje. kib la ak/oswa pa jenere mouvman akòz retou gravitasyonèl nan plan plasman an apre yo fin lage.

Nan lòt men an, yon enklinezon 15 ° parapò ak avyon enstalasyon an bay yon kib enstab apre yo fin lage. Nan ka sa a, nou di ke gen yon simetri kraze oswa vyolasyon simetri.

Plis jeneralman, simetri nan fizik patikil yo se pito regilarite. Tout entèraksyon fondamantal yo baze sou sèten simetri patikil^[4].

Gen twa simetri, yo rele C, P, ak T, respektivman ki gen rapò ak chaj elektrik (chaj leptonik), parite (glas), ak tan. Nan premye analiz, gen kat ipotèz pou eksplike asimetri ki genyen ant prezans matyè ak absans vityèl antimatyè^[4]:

• antimatyè egziste nan kote nan kosmos ki lwen anviwonman nou an, anti-galaksi, anti-zetwal, anti-planèt, elatriye;
• asimetri se te yon orijinal kondisyon inisyal nan Cosmos la;
• yon pwosesis destriksyon nan antimatyè te fèt pandan istwa a nan linivè a. Ekspansyon an te anpeche matyè detwi balans antimatyè a;
• yon linivè paralèl, oswa ranvèse espas-tan (gade modèl kosmolojik bi-metrik linivè a).

Lè yon patikil mas m vin an kontak ak antipatikil korespondan li yo, yo detwi pou fòme youn oswa plizyè patikil abitrè, men ki gen enèji kimilatif ki egal a de patikil inisyal yo, epi ki kenbe anplis de patikil yo. yon sèten kantite karakteristik, tankou chaj total elektrik, ki dwe Se poutèt sa rete zewo. An patikilye, aniilasyon ka pwodui yon patikil ak antipartikil li yo, diferan de sa yo inisyal yo.

Egzanp: yon proton ak yon antiproton ki anile youn lòt, gen yon enèji omwen E = 2 × 1,6 × 10⁻²⁷ × c² = 0,3 × 10⁻⁹ joul; yo ka, pa egzanp, transfòme nan yon pè (elektron, antielectron) ki gen yon vitès v = 0.98 × c, majorite enèji a konvèti nan fòm enèji sinetik (vitès).

Yon foton izole pa ka kreye yon pè patikil / antipartikil poukont li, paske pa t 'kapab gen konsèvasyon enèji, chaj ak momantòm an menm tan. Men li ka kanmenm kreye koup vityèl, ke nou pran an konsiderasyon lè nou etidye vakyòm pwopòtik la.

Malgre ke atòm anti-idwojèn yo te kreyenan laboratwa a, an kantite limite, depi nan fen XX^e syèk, lavi yo rete trè kout, akòz yon mank de aparèy depo ki ka kenbe yo izole ak matyè. Kreyasyon yo aktyèlman mande pou aparèy imans (akseleratè patikil), ak gwo kantite enèji, pi plis pase sa yo lage nan aniilasyon yo ak matyè, ki mete an danje reyalizasyon pwogrè reyèl sou konpòtman yo.

• Foton
• Electwon / Pozitwon
• Pwoton / Antipwoton
• Antimatyè