Что такое античастицы?
Чтобы представить, что обозначает слово «анти» («против», «противо-»), возьми лист бумаги и напиши на нем какую-нибудь фразу. Затем поднеси её к зеркалу. Что ты видишь?
Отраженные буквы оказались написанными справа налево. Весь окружающий мир обладает в зеркале как бы противоположными свойствами. Можно сказать, что мир, видимый нами в зеркале, — это антимир, который реально существует.
Подобны зеркальному отражению и античастицы. Это элементарные частицы, имеющие противоположные свойства по сравнению с элементарными частицами — протоном, нейтроном, электроном и другими. У каждого вида элементарных частиц существуют их антиподы.
Например, возьмем электрон. Его электрический заряд равен минус 1, а заряд антиэлектрона (его называют позитрон) — плюс 1.
Антиатомы состоят из антипротонов, антинейтронов и позитронов, а те, в свою очередь, образуют антивещество (антиматерию).
Как же возникают античастицы?
Они образуются, например, в ядрах активных галактик. На нашей планете образование античастиц происходит во время грозовых разрядов или в верхних слоях атмосферы под воздействием коcмического излучения. А люди научились создавать античастицы в ускорителях, например, в Большом адронном коллайдере. Ученые даже смогли с его помощью смешать античастицы в вакуумной ловушке, чтобы создать атомы антиводорода.
Античастицы при столкновении с соответствующими им частицами (например, если электрон столкнется с позитроном) взаимоуничтожаются. Этот процесс называется аннигиляцией (лат. annihilatio — «полное уничтожение»). Но по закону сохранения энергии они, конечно, не исчезают полностью, а превращаются в фотоны, то есть генерируют мощный выброс энергии — гамма-излучение.
Количество энергии, которое выделяется при аннигиляции, описывает знаменитое уравнение Эйнштейна E = mc2. То есть при аннигиляции частиц и античастиц высвобождается огромное количество энергии — в сотни раз больше, чем при ядерном вызрыве!
Испугались? Напрасно. На Земле нет таких количеств антиматерии, которая вызвала бы масштабный взрыв. Те крошечные количества античастиц, которые образуются в природе, тут же аннигилируют при встрече с материей.
А тем временем антиматерию мы уже используем в мирных целях, например, в медицине — в позитронных эмиссионных томографах.
