Античастицы

Античастицы

Для всякой известной  элементарной частицы имеется вероятность  найти античастицу — то есть частицу  с той же массой, но противоположными другими физическими характеристиками.

В 1920-е годы —  после введения принципов квантовой  механики — субатомный мир представлялся  крайне простым. Всего два вида элементарных частицы — протоны и нейтроны — составляли ядро атома (хотя экспериментально существование нейтронов и было подтверждено лишь в 1930-е годы), и  один вид частиц — электроны —  существовали за пределами ядра, вращаясь вокруг него на орбитах. Казалось, всё  многообразие Вселенной выстроено  из этих трех частиц.

Увы, столь простой  картине мира суждено было просуществовать  недолго. Ученые, оборудовав высокогорные лаборатории по всему миру, принялись  за изучение состава космических  лучей, бомбардирующих нашу планету (см. Элементарные частицы), и вскоре начали открывать всевозможные частицы, не имеющие ни малейшего отношения к вышеописанной идиллической триаде. В частности, были обнаружены совершенно немыслимые по своей природе античастицы.

Мир античастиц —  своего рода зеркальное отражение знакомого  нам мира. Масса античастицы в  точности равняется массе частицы, которой она вроде бы соответствует, но все её остальные характеристики противоположны прообразу. Например, электрон несёт отрицательный электрический  заряд, а парная ему античастица  — «позитрон» (производное от «позитивный электрон») — положительный. У протона заряд положительный, а у антипротона — отрицательный. И так далее. При взаимодействии частицы и парной ей античастицы происходит их взаимная аннигиляция — обе частицы прекращают свое существование, а их масса преобразуется в энергию, которая рассеивается в пространстве в виде вспышки фотонов и прочих сверхлегких частиц.

Существование античастиц впервые предсказал Поль Дирак в  статье, опубликованной им в 1930 году. Чтобы  понять, как ведут себя частицы  и античастицы при взаимодействии по Дираку, представьте себе ровное поле. Если взять лопату и вырыть в нём ямку, в поле появятся два  объекта - собственно ямка и кучка  грунта рядом с ней. Теперь представим, что кучка грунта — это обычная  частица, а ямка, или «отсутствие  кучки грунта», — античастица. Засыпьте ямку ранее извлеченным из неё  грунтом — и не останется ни ямки, ни кучки (аналог процесса аннигиляции). И снова перед вами ровное поле.

Пока шло теоретизирование вокруг античастиц, молодой физик-экспериментатор  из Калифорнийского технологического института Карл Дейвид Андерсон (Carl David Anderson) (1905–1991) монтировал оборудование астрофизической лаборатории на вершине Пайк в штате Колорадо, намереваясь заняться изучением кос...

Антиматерия (или антивещество) — материя, состоящая из античастиц. По современным представлениям, силы, определяющие структуры материи (сильное взаимодействие, образующее ядра, и электромагнитное взаимодействие, образующее атомы и молекулы) совершенно одинаковы как для частиц, так и для античастиц. Это означает, что структура антивещества должна быть идентична структуре обычного вещества. 

Приставка «анти» в словах «античастицы», «антиматерия», «антивещество» подталкивает фантазеров к рассуждениям о некой Антивселенной, находящейся то ли далеко-далеко, то ли в «параллельном пространстве». Особо увлекающиеся личности приплетают сюда же «добро и зло», «инь и ян»… На самом деле мистики тут – не больше, чем во взаимном «уничтожении» воды и огня, которое так вдохновляло древних философов. «Вещество не из нашего мира» – вполне из нашего: оно рождается и гибнет здесь, а не в каких-то «иных измерениях». «Антиподы» есть у каждой из сотен известных частиц, кроме фотона и еще нескольких, истинно нейтральных (для них античастица точно совпадает с частицей). 

Отличие вещества и антивещества возможно только за счёт слабого взаимодействия, однако при обычных температурах слабые эффекты пренебрежимо малы. 

Ведется довольно много рассуждений  на тему того, почему наблюдаемая часть  вселенной состоит почти исключительно  из вещества и существуют ли другие места, заполненные, наоборот, практически  полностью антивеществом; но на сегодняшний  день наблюдаемая асимметрия вещества и антивещества во вселенной — одна из самых больших нерешенных задач физики. Предполагается, что столь сильная асимметрия возникла в первые доли секунды после Большого Взрыва. 

Первым объектом, целиком составленным из античастиц, был синтезированный  в 1965 году анти-дейтрон; затем были получены и более тяжёлые антиядра. В 1995 году в ЦЕРНе был синтезирован атом антиводорода, состоящий из позитрона и антипротона. В последние годы антиводород был получен в значительных количествах и было начато детальное изучение его свойств.

Антимир - 1. название гипотетического мира (антивселен- ной, антикосмоса), который может состоять из антиматерии; 2. услов- ное название потустороннего, <загробного>, <духовного> мира, либо <плана> бытия. По мнению ряда эзотериков и ученых, Антимир - это иное измерение пространства и бытия, мир, где обитают бестелесные сущно- сти, духи, возможно, души умерших людей. 3. некоторые мистики так называют Астрал, или <инфернальный> мир, план бытия, населенный демоническими, враждебными человеку сущностями, <бесами>, <ляр- вами>, духами зла.