Felietony

Listy czytelników

Numer 5/2018
Shutterstock
Wiedza i Życie

W artykule „Niezwykła antymateria” Mirosława Dworniczaka („WiŻ”, 3/2018) jest napisane: „W zasadzie każda cząstka elementarna ma swój lustrzany odpowiednik. Jest tylko jeden znaczący wyjątek – foton”. Otóż istnieje nie jeden, lecz sporo przypadków identyczności cząstki i antycząstki. Najpierw wyjaśnienie, którego też zabrakło w artykule. Z kwarków i antykwarków są złożone tylko cząstki silnie oddziałujące, tzw. hadrony (a więc proton, neutron, antyproton, mezony). Stwierdzenie, że proton składa się z trzech kwarków, jest poważnym uproszczeniem, ponieważ w protonie (i każdym innym hadronie) kwarków jest bardzo dużo, ale są pewne kwarki wyróżnione, nazywane walencyjnymi, bo to one decydują o tym, że dana cząstka jest protonem, neutronem czy innym hadronem, np. mezonem. Proton ma trzy kwarki walencyjne, a antyproton – trzy antykwarki walencyjne. We wszystkich mezonach kwarkami walencyjnymi są: jeden kwark i jeden antykwark. Jeżeli są one tego samego rodzaju, to przy zamianie cząstki na antycząstkę (w fizyce nazywanej operacją sprzężenia ładunkowego) wszystko zostaje po staremu. Przypadków identyczności cząstki i antycząstki znamy sporo: mezon po, mezon h, mezon w, mezon f itd.

Autor też pisze, że w wyniku zderzenia elektronu z pozytonem cząstki przestają istnieć, a ich masa zostaje przekształcona w fotony. Otóż w rzeczywistości wynik oddziaływania elektronu ze swą antycząstką (pozytonem) może być bardzo różny i zależy od ich względnej energii. Może nastąpić zderzenie sprężyste (elastyczne), w którym elektron i pozyton po prostu „odbijają” się od siebie, ale może nastąpić też produkcja hadronów albo innych leptonów, np. mionów. Anihilacja elektronu i pozytonu w dwa fotony dominuje wtedy, kiedy partnerzy mają bardzo małą energię i tym samym sporo czasu na oddziaływanie. Prawdopodobieństwo anihilacji drastycznie zmniejsza się ze wzrostem energii zderzających się partnerów. Dotyczy to wszystkich cząstek i antycząstek. We współczesnych akceleratorach (np. w CERN) protony i antyprotony osiągają duże energie; już przy energiach około stu miliardów elektronowoltów tylko mniej więcej raz na sto zderzeń proton– antyproton następuje ich anihilacja, a pozostałe wyglądają podobnie jak zderzenia proton–proton! Występujące w opowiadaniach science fiction „działa antyprotonowe” wystrzeliwujące antyprotony wielkiej energii byłyby zatem tak samo efektywne jak „działa protonów”.

01.05.2018 Numer 5/2018
Reklama
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną