Антипротон

Антипротон – заряженная элементарная частица, масса которой равна массе протона. Заряд (-4,8 · 10 -10 CGSE) и магнитного момента (-2,793 ядерного магнетону) антипротона равны этим же величинам у протона, но знаком противоположные. Согласно кварковой модели адронов (см. Кварки), антипротон состоит из трех антикварка; 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) у университета Беркли (По его открытия Эмилио Сегре и Оуэн Чемберлен получили Нобелевскую премию по физике 1959) на ускорителе протонов с максимальной энергией 6,3 ГэВ. Вследствие сохранения барионного числа рождения антипротона должно сопровождаться рождением протона, поэтому для рождения антипротона необходимо, чтобы суммарная кинетическая энергия сталкивающихся частиц, в системе центра масс превышала энергию покоя пары протон-антипротон. Это условие выполнялось на ускорителе в Беркли для столкновения протонов с ядрами мишени. Исследование было поставлено 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 ? –мезоны), отклоняя их в направлении черенковских счетчиков, измеряли 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 стабилен. В веществе "время жизни" медленного антипротона определяется скоростью его аннигиляции.
Кулоновская взаимодействие между антипротонами и ядрами может вызывать образование антипротонных атомов – связанных водородоподобных систем (см. Адронный атомы). На малых расстояниях между антипротонов и нуклоном 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 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