Що таке античастинки?
Античастинки були передбачені в 1929 році англійським фізиком Полом Діраком, якому вдалося об'єднати теорії квантової механіки, електромагнетизму та відносності. Отримане ним в 1928 квантове релятивістське рівняння руху електрона (рівняння Дірака) містило рішення з негативними енергіями. Надалі було показано, що зникнення електрона з негативною енергією слід інтерпретувати як виникнення часточки (тої ж маси) з позитивною енергією та з позитивним електричним зарядом, тобто античастинки по відношенню до електрона. Дірак виявив, що для кожної субатомної часточки має існувати "дзеркальний двійник" з такою ж масою, але з протилежним електричним зарядом.
Коли частинки та їх античастинки стикаються, вони знищують одна одну (анігілюють). Тоді електричні заряди нейтралізуються, а їх маси перетворюються на чисту енергію.
Античастинки електрона та протона астрономи виявили в космічних променях, що йдуть із далекого космосу. Античастинки електрона називаються позитронами, а антипротони просто антипротонами. Наразі проводяться також експерименти з пошуку в космічних променях античастинки гелію. Фізики змогли отримати в лабораторних умовах античастинки і навіть цілі антиатоми, наприклад антиводень. Лікарі використовують античастинки для діагностування та лікування раку.
Для деяких нейтральних частинок античастинка тотожно збігається з частинкою. Це, зокрема, фотон, нейтральний пі-мезон, ета-мезон, хіггсовський бозон, Z-бозон, гравітон. Такі частки називають істинно нейтральними. Підкреслимо, що електрично нейтральні частки можуть і не співпадати зі своїми античастинками. Це, зокрема, стосується нейтрона, нейтрино, нейтрального каону тощо.
Всі відомі істинно нейтральні частки – бозони, проте в принципі можуть існувати і нейтральні ферміони.
Астрономи, які вивчали в космосі гамма-промені, спостерігали таку форму світла, як анігіляційне випромінювання. Коли електрони та їх античастинки, позитрони, стикаються, вони анігілюють, і при цьому виділяються гамма-промені відомої довжини хвилі. Було виявлено, що ці "сигнальні" промені йдуть з кількох місць нашої галактики, включаючи широкий район, розташований у напрямку центру Чумацького Шляху.
Якщо говорити про космічні масштаби, то виникає питання: чому Всесвіт містить частинки в набагато більшій кількості, ніж античастинки? В даний час проводяться експерименти, щоб з'ясувати, чому це так. Імовірно, в результаті Великого вибуху утворилася однакова кількість тих та інших. Але, принаймні, ми знаємо, що на вирішення цієї проблеми ми маємо ще мільярди років, до того як Всесвіт (і ми разом з нею) закінчимо свій шлях.
