Antipartiklo

Antipartiklo (aŭ kelkfoje kontraŭpartiklo) en fiziko estas elementa partiklo, ĝemela al iu alia partiklo - t.e. havanta saman mason kaj spinon, sed malsama pro la signo de iu kvantuma nombro (ŝargo, kolorŝargo, bariona aŭ leptona nombro).

Ĉiu partiklo havas antipartiklon. En ĉiu paro partiklo-antipartiklo, elekto kio estas "partiklo" estas iom arbitra, sed kiam la "partiklo" estas elektita por ĝi ekzistas nur unu para antipartiklo. En okazo de elektronoj kaj nukleonoj, elekto de baza "partiklo" estas evidenta, ĉar absoluta plimulto de substanco en naturo estas konstruita el ili. Elekto de negative ŝargita elektrono kiel "partiklo" (kaj de pozitrono kiel ĝia antipartiklo) logike postulas, ke ankaŭ por muonoj kaj taŭonoj estu elektita la negative ŝargita kiel "partiklo". Sekve, tiuj tri partikloj difinas iliajn simetriajn neŭtrinojn kiel partikloj. Por barionoj "partikloj" difiniĝas laŭ ĉeno de disfaloj pro konservo de bariona nombro. Por aliaj partikloj, kiel mezonoj, elekto de "partiklo" en ĉiu paro estas plejparte bazita je tradicio.

Materio farita el antipartikloj estas nomata antimaterio.

Ekzisto de antipartikloj

Antipartikloj estas unue prediktitaj de Paul Dirac. La ekvacio de Dirac, kiun li kreis en 1928, imanente enhavis solvojn kun negativaj valoroj de energio. La malapero de elektrono kun negativa energio signifas ke aperas nova partiklo kun pozitiva energio kaj pozitiva ŝargo, kiu, do, estas kontraŭpartiklo al elektrono. Tia partiklo - la pozitrono - estis vere trovita en 1932.

Akcelilo de antiprotonoj ĉe la CERN.

Poste en eksperimentoj oni malkovris, ke ne nur elektrono, sed ĉiuj aliaj partikloj havas antipartiklojn. En 1936 muono μ⁻ kaj kontraŭmuono μ⁺ estis trovitaj en kosmaj radioj, kaj en 1947 oni ankaŭ trovis pionojn kaj antipionojn (π⁻ kaj π⁺). En 1955, dum eksperimentoj per partikla akcelilo oni registris antiprotonon kaj en 1956 antineŭtronon. Ĝis nun oni observis antipartiklojn por preskaŭ ĉiuj observitaj partikloj.

Vere neŭtralaj partikloj

Por kelkaj neŭtrale ŝargitaj partikloj oni ne povas ŝanĝi ion ajn por krei ĝemelan partiklon. Pri tiuj oni ne diras, ke por ili ne estas antipartiklo - anstataŭe oni diras ke partiklo kaj antipartiklo kongruas. Tiaj partikloj nomiĝas vere neŭtralaj. Al ili apartenas fotono, neŭtrala piono, eta-mezono kaj aliaj kvarkonioj, bosono de Higgs, Z-bosono, gravitono kaj eble kelkaj aliaj. Oni notu, ke ofte neŭtrale ŝargitaj partikloj tamen ne estas vere neŭtralaj kaj havas nekongruajn antipartiklojn - ekzemple, neŭtrono, ĉiuj neŭtrinoj, neŭtrala kaono ktp.

Ĉiuj ĝis nun trovitaj vere neŭtralaj partikloj estas bosonoj, sed teorie devas ankaŭ ekzisti vere neŭtralaj fermionoj (la t.n. partikloj de Majorana).

Apero kaj anihilo

Antipartikloj naskiĝas dum kolizioj de partikloj kun energioj pli grandaj ol lima valoro por naskiĝo de paro. En laboratoriaj kondiĉoj tiaj energioj atingeblas per akceliloj. Poste oni povas konservi tiajn partiklojn en konservaj ringoj je tre pura vakuo. En naturo paroj de partikloj kaj antipartikloj aperas pro kontakto de kosmaj radioj kun substanco, ekzemple de Tera atmosfero. Krome, astrofizikistoj kredas ke ili aperus apud pulsaroj kaj aktivaj kernoj de galaksio. En teoria fiziko estas pruvita naskiĝo de antipartikloj (pozitronoj kaj anti-nukleonoj) dum akrecio de substanco al nigraj truoj. Dum malapero de malmultemasaj nigraj truoj ankaŭ aperas iom da antipartikloj. Ĉe temperaturoj, pli grandaj ol senvarianta energio de la partikloj, paroj de partiklo kaj antipartiklo ekzistas en ekvilibro kun substanco kaj radiado. Tiaj kondiĉoj povas ekzisti en kernoj de multepezaj steloj.

Laŭ teorio de varmega Universo, en fruaj tempoj de disvastigo de Universo materio kaj antimaterio estis en ekvilibro. Poste, laŭ modeloj de granda unuigita teorio, efektoj de rompo de C- kaj CP-senvarianteco en neekvilibraj procedoj kaj nekonservo de bariona nombro kondukis al nesimetrio de Universo, do nun pozitronoj kaj anti-nukleonoj (antimaterio) preskaŭ ne troveblas en naturo.

Se partiklo kolizias kun sia antipartiklo, okazas fenomeno de anihilo.