§ 225. Частицы и античастицы

Не было никаких оснований предполагать, что существование позитрона, или, как лучше сейчас его назвать, антиэлектрона, является особенностью малых частиц. Несмотря на ряд специфических особенностей, теория взаимодействия между нуклонами развивается по тем же линиям, что и теория взаимодействия электронов. В большинстве теоретических работ предполагается, что нуклоны должны описываться уравнениями, вполне подобными уравнениям Дирака для электронов. Если так, то для нуклонов надо ожидать существования античастиц, находящихся в таком же

взаимоотношении к протону и нейтрону, в котором находятся позитрон и электрон. Опыт показал, что именно так и обстоит дело для протона. Незначительно позднее был открыт и антинейтрон, который отличается от нейтрона направлением магнитного момента (у нейтрона магнитный момент и вектор вращательного импульса антипараллельны, а у антинейтрона — параллельны).

Рис. 246. (см. скан)

Открытие антипротона показывает справедливость общей идеи — неразрывной связи поля с частицами. Так же как пара позитрон —

электрон, пара протон — антипротон может возникнуть путем перевода нуклона из состояния отрицательной энергии в состояние с положительной энергией. Для этой цели требуется энергия не меньше, чем Это — огромная энергия, в 1840 раз большая той энергии, которая нужна для создания пары электрон — позитрон. Нужны были ускорители на миллиарды электрон-вольт, для того чтобы открытие антипротона стало возможным.

При встрече протона с антипротоном они будут аннигилировать. Поскольку нуклоны передают энергию через посредство мезонного поля, то при аннигиляции их масса и энергия будут отдаваться квантам этого поля — мезонам.

Не представляет сомнения, что этот процесс будет детально изучен в ближайшие годы.

На рис. 246 показана фотография аннигиляции протона и антипротона. Процесс наблюдался в пузырьковой камере, наполненной жидким пропаном. Схема процесса изображена слева вверху.

Соображения о необходимости существования античастиц применяются и к нейтрино. «Зеркальное» изображение называется антинейтрино. Различие частиц, составляющих дублет, такое же, как у нейтрона и антинейтрона.

В виде дублета встречаются и мюоны, а также и другие элементарные частицы, о которых мы не говорили.

Мюоны представляют собой триплет: мюон встречается в виде разновидностей с зарядами плюс и минус, а также с зарядом, равным нулю. В отличие от нейтрона и нейтрино .нейтральный мюон, лишенный спина, не может обладать античастицей (можно также сказать: совпадает со своей античастицей). Еще одной частицей, не имеющей «отражения», является фотон.