Antiparticle

• Определение антивещества

  • Антивещество — это вещество с противоположным зарядом и массой по сравнению с обычным веществом. 
  • Антивещество состоит из античастиц, которые имеют те же свойства, что и частицы, но с противоположным зарядом. 

• История открытия антивещества

  • Античастицы были предсказаны в 1928 году Полем Дираком, который предположил, что они существуют в пустом пространстве. 
  • Эксперименты подтвердили существование античастиц в 1932 году, когда позитроны были обнаружены в космических лучах. 

• Свойства антивещества

  • Античастицы имеют противоположные электрические заряды по сравнению с частицами. 
  • Античастицы подчиняются тем же законам квантовой механики, что и частицы. 
  • Античастицы могут быть созданы в ускорителях частиц и взаимодействуют с обычным веществом через электромагнитные силы. 

• Проблемы теории Дирака

  • Теория Дирака столкнулась с проблемами бесконечного заряда Вселенной и разницы в массах электрона и протона. 
  • Эти проблемы были решены в 1931 году с введением позитрона, который был обнаружен в следующем году. 

• Аннигиляция частиц и античастиц

  • Частицы и античастицы могут аннигилировать, превращаясь в другие частицы. 
  • В квантовой теории поля этот процесс возможен только в течение короткого времени, когда нарушение законов сохранения энергии может быть объяснено принципом неопределенности. 

• Свойства квантовых состояний частиц и античастиц

  • Квантовые состояния частиц и античастиц меняются местами при комбинированном применении зарядового сопряжения, четности и обращения времени. 
  • Частицы и античастицы имеют одинаковые массы и спины, но противоположные электрические заряды. 

• Квантовая теория поля

  • Для квантования электронного поля необходимо ввести античастичное поле с собственными операторами создания и уничтожения. 
  • В результате получается, что энергия вакуума равна бесконечному отрицательному значению, что делает H положительно определенной величиной. 

• Интерпретация Фейнмана-Штюкельберга

  • Эрнест Штюкельберг предложил визуальное понимание равенства масс и спинов частиц и античастиц, что позволило точно описать теорию возмущений. 
  • Ричард Фейнман разработал независимый формализм для диаграмм Фейнмана, которые широко используются в квантовой теории поля. 

• Примечания

  • В статье также упоминаются другие темы, связанные с антивеществом, такие как гравитационное взаимодействие и нарушения CP.