Надо Знать

добавить знаний



Антипротон



Антипротон - заряженная элементарная частица, масса которой равна массе протона. Заряд (-4,8 ? 10 -10 CGSE) и магнитный момент (-2,793 ядерного магнетона) антипротона равны этим же величинам у протона, но знаком противоположные. Согласно кварковой модели адронов (см. Кварки), антипротон состоит из трех антикварков, двух u-кварков и одного d-кварка.

Антипротон был открыт в лаборатории университета Беркли в 1955 году. Антипротон был впервые обнаружен экспериментально в 1955 Оуэном Чемберленом, Эмилио Сегре, К. Виганд (С. Wiegand) и Т. Ипсилантисом (Т. Ypsilantis) в университета Беркли (По его открытия Эмилио Сегре и Оуэн Чемберлен получили Нобелевскую премию по физике 1959) на ускорители протонов с максимальной энергией 6,3 г эВ. Вследствие сохранения барионного числа рождения антипротона должно сопровождаться рождением протона, поэтому для рождения антипротона необходимо, чтобы суммарная кинетическая энергия частиц, сталкивающихся в системе центра масс превышала энергию покоя пары протон-антипротон. Это условие выполнялось на ускорители в Беркли для столкновения протонов с ядрами мишени. Исследования были поставлены таким образом. Пучок протонов из ускорителя падал на медную мишень, в которой в результате взаимодействия протонов с ядрами меди рождались различные частицы. Магниты отбирали отрицательно заряженные частицы (преимущественно \ Pi ^ - -Мезоны), отклоняя его в направлении Черенковский счетчик, измеряющие скорость частиц. Отождествление частицы с антипротонов проводилось по величине ее массы, которая определялась из соотношения между импульсом (измеряемым по отклонению в магнитном поле) и скоростью частицы. В опыте рождалось несколько антипротонов на 10 Ноября столкновений протонов с мишенью.

При отсутствии вещества антипротон, как и протон, с очень высокой степенью точности стабильный. В веществе "время жизни" медленного антипротона определяется скоростью его аннигиляции.

Кулоновское взаимодействие между антипротонами и ядрами может вызвать образование антипротонный атомов - связанных водородоподобных систем (см. адронного атомы). На малых расстояниях между антипротонов и нуклонов действуют ядерные силы притяжения, которые могут приводить к образованию связанной системы антипротон-нуклон (бариония). В результате сильного (ядерного) взаимодействия между антипротонов и антинуклонамы могут образовываться ядра антивещества, а в результате электромагнитной ( кулоновского) взаимодействия между антипротонов и позитроном - атомы антиводорода.

Длительное существование антипротона возможно только при низкой плотности нуклонов - в накопителях заряженных частиц, а также в космическом пространстве.

Наблюдение антипротонов в космических лучах указывает на наличие космических источников антипротонов. Таким источником может быть взаимодействие высокоэнергичных частиц космических лучей с межзвездным веществом. Антипротоны могут также рождаться, например, в оболочке пульсара при взаимодействии с ее веществом высокоэнергичных частиц, ускоряются магнитным полем пульсара, а также в окрестности активного ядра Галактики. В связи с превышением наблюдаемого потока космических антипротонов (особенно в области энергий <1 ГэВ) над ожидаемым от природных источников, обсуждались такие возможные механизмы рождения антипротонов, как испарения первичных черных дыр, рождение антипротонов в распадах или при аннигиляции гипотетических тяжелых метастабильных частиц ( например, гравитино, Фотина), предусматриваемые некоторыми моделями великого объединения и супергравитации и др.. Последний механизм может служить основой проверки по космологических следствием таких прогнозов этих моделей, которые не могут быть непосредственно проверены в современных лабораторных условиях (например, масс гипотетических частиц суперсимметричные), но могут отражаться в астрофизических данных, напр. о распространенности легких элементов во Вселенной.

Антипротон также аннигилирует при взаимодействии с нейтроном. (Это является одним из экспериментальных доказательств кварковой строения нуклонов) При этом, конечно, должна храниться электрический заряд.


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам