4.3
Antičástice 4.3
Antičástice
K libovolné elementární částici existuje antičástice, která je rovněž elementární částicí a která má určité fyzikální charakteristiky shodné s danou elementární částicí a jiné fyzikální charakteristiky opačného znaménka, resp. směru.
|
Pokud jsou všechny fyzikální charakteristiky spadající do druhé z uvedených skupin charakteristik nulové, nelze částici a antičástici odlišit žádnou fyzikální vlastností. Částice je v tomto případě totožná se svou antičásticí, hovoříme též o skutečně neutrální částici. Stručně se označuje jako neutrální částice, v tomto případě je třeba rozlišovat neutrální částici a např. elektricky neutrální částici, u které je nulový pouze elektrický náboj.
Příklad neutrální částice
Skutečně neutrální částicí je foton.
Neutron je pouze elektricky neutrální. Antičástici neutronu – antineutron můžeme od neutronu rozlišit např. právě směrem magnetického momentu (viz vlastnosti neutronu).
Pár částice a jí odpovídající antičástice může zanikat a vznikat, pokud jsou splněny příslušné zákony zachování. Ve fyzice elementárních částic hovoříme o anihilaci a kreaci páru částice-antičástice. Pouze v případě anihilace či kreace částic v párech částice – antičástice jsou automaticky splněny zákony zachování charakteristik z druhé skupiny.
je proces přeměny páru částice-antičástice na jiné částice. Tento původní pár zaniká (anihiluje) a dává vzniknout jiným typům částic.
Původní typ částic zaniká, současně vzniká jiný typ částic. Při každém procesu, anihilaci nevyjímaje, musí být splněny zákony zachování. Nejčastěji se uvádí případ přeměny páru částice-antičástice látky (např. elekronu a pozitronu) na fotony, tj. na částice elmg. pole. Dochází tedy k přeměně formy hmoty. Látka se mění na pole. Často se tento proces zvláště v populárně vědecké literatuře nepřesně interpretuje jako zánik hmoty a vznik „čisté“ energie. Ve skutečnosti musí platit zákon zachování energie a tedy i hmotnosti. Splněny musí být též další zákony zachování. Proces inverzní k anihilaci se označuje jako kreace.
Jde o přeměnu částic se vznikem (kreací) nového páru částice-antičástice.
K produkci páru dochází při interakci částice s jinou částicí (např. produkce páru e+ + e– může nastat v poli jádra nebo elektronu).
Úkol k textu naleznete zde.
Zajímavou otázkou je, zda se antičástice chovají stejně jako částice. Původně se předpokládalo, že fyzikální děje probíhají stejně pro částice i pro antičástice, tj. jsou symetrické k operaci nábojové konjugace C (též nábojové sdružení). Totéž se předpokládalo o paritě P (resp. reflexi). Ukázalo se ale, že ani jeden ze zákonů není univerzálně platný. Dochází k jejich narušení v případě slabých interakcí. Dalším krokem bylo navržení platnosti kombinované symetrie CP pro reálné děje. Přestože tato kombinovaná symetrie je ve většině případů dobře splněna, pozoruje se stále určité narušení této symetrie. Proto byla tato kombinovaná symetrie CP doplněna o inverzi času T.
„Probíhá-li v přírodě nějaký (reálný) děj, pak současným zrcadlením tohoto děje v prostoru, obrácením jeho chodu v čase a záměnou částic za antičástice dostaneme opět reálný (tj. dovolený) děj.“
Dle současných poznatků je symetrie CPT splněna bez výjimky.
