אנטי-חלקיק

בפיזיקת החלקיקים, אַנְטִי-חֶלְקִיק הוא בן זוג של חלקיק אחר, בעל מסה דומה לו, אך בעל מטען (כולל מטען חשמלי) הפוך בסימנו. לאלקטרון, לדוגמה, יש מקביל מהופך הנושא מטען חיובי, ושמו פוזיטרון, בעוד שלפרוטון האנטי חלקיק המקביל הוא אנטיפרוטון. בניסוח טכני ומדויק יותר, אנטי-חלקיק הוא השדה הקוונטי הסימטרי לחלקיק מסוים תחת היפוך מטען וזוגיות (שהיא כוון המרחב), ובאנגלית CP symmetry (ר"ת: Charge Parity).

אלקטרון (${\displaystyle \ e^{-}}$) ופוזיטרון (${\displaystyle \ e^{+}}$) עוברים אניהילציה והופכים לפוטון (${\displaystyle \ \gamma }$).

פיזיקת החלקיקים גורסת, כי לכל סוג של חלקיק ישנו בן-זוג בעל מסה וספין זהים לו, שגודלי המטענים שלו (כגון מטען חשמלי, מטען הכוח החלש ומטען הצבע) הם כגודל מטעני החלקיק התואמים, אך הסימנים שלהם הפוכים. לדוגמה: מטענו החשמלי של האלקטרון הוא (1-), ומטענו החשמלי של בן-זוגו, הפוזיטרון, הוא (1+).

אפשרות קיומם התאורטי של האנטי-חלקיקים הועלתה בשנת 1928 על ידי פול דיראק, וכבר בשנת 1932 נמצא הפוזיטרון בתוך קרינה קוסמית.

כאשר חלקיק ואנטי-חלקיק נפגשים, הם עוברים תהליך של איון, שבסופו הם הופכים לאנרגיה, על-פי נוסחתו של איינשטיין, E=mc². אנרגיה זו מועברת על ידי נשאי הכוח המתאימים, למשל, פוטון במקרה של אינטראקציה אלקטרו-מגנטית (אלקטרון עם פוזיטרון), שיכולים בהמשך התהליך להפוך לזוג חלקיק - אנטי-חלקיק אחר. גם האינטראקציות ההפוכות אפשריות: נשאי כח שהופכים לצמד חלקיק - אנטי-חלקיק.

הסימטריה בין חלקיקים לאנטי-חלקיקים אינה מדויקת, וקיימים הבדלים קטנים במסה ובתכונות אחרות שלהם. תופעה זו מכונה בשם שבירת סימטריית CP, והובילה להיווצרות היקום כפי שהוא מוכר כיום, כלומר מורכב מחומר ולא מאנטי-חומר. היבט אחר של שבירת סימטריית CP הוא תופעת הבריוגנזה, כלומר יצירה של בָּרִיוֹנים.

ראו גם

• אנטי-חומר
• הים של דיראק
• המודל הסטנדרטי
• מיון החלקיקים

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא אנטי-חלקיק בוויקישיתוף