Antiosakesed

Igale fundamentaalosakesele vastab antiosake.
Kas „valge” osake võib koosneda ka kahest kvargist?

Antiosakesed

Antiosakeste laengud on vastavalt vastandmärgilised.

Meie esitatud aineosakeste tabel pole veel täielik. Sellele tuleb lisada sama struktuuriga antiosakeste tabel, sest igale fundamentaalosakesele vastab oma antiosake, mis on kõiges vastavalt samasuguste omadustega, ainult laeng on vastandmärgiline. Elektroni antiosake on positron, mille mass on täpselt sama suur kui elektronil, kuid elektrilaeng on positiivne, absoluutväärtuselt aga elektroni omaga täpselt võrdne. Antikvarkidele omased värvid ei lange kvarkide omadega kokku, need on vastavad „vastandvärvid”: $\bar{P}$ – „antipunane”, $\bar{K}$ – „antikollane”, $\bar{S}$ – „antisinine”.

Värvilaengute süsteem

Kui osake kohtub oma antiosakesega, siis nad koos annihileeruvad, s.t kaovad nii, et kogu nende mass muutub seisumassita osakeste – footonite – energiaks. Seejuures võib sekka tekkida ka kergemaid osakese-antiosakese paare. Antiosake saabki tekkida vaid koos vastava osakesega. Näeme, et peame korrigeerima oma varasemat väidet, et kvargid ei teki ega hävi. Täpsem seadus kõlab nii: kvarkide arvu ja antikvarkide arvu vahe on jääv.

Osake saab koos oma antiosakesega tekkida ja kaduda.

Antiprooton ja antineutron koosnevad antikvarkidest:

$\bar{p} = (\bar{u} \bar{u} \bar{d}), \bar{n} = (\bar{u} \bar{d} \bar{d}) .$

Lisää aiheesta

Mesonid

Nüüd, kus me teame ka „vastandvärve”, on kerge näha, et „valgeid” osakesi saab moodustada kvarkidest ka paarikaupa, sidudes kvargi antikvargiga. Sellised seosed pole muidugi püsivad, sest kvarkide jäävuse seadus neid ei kaitse. Eriti kiiresti lagunevad sellised osakesed, kus kvark on seotud omaenda antikvargiga. Kõigi selliste osakeste üldnimeks on mesonid. Neist tuntakse juba ammu π-mesoneid (pii-mesonid ehk piionid) ja K-mesoneid.

Mesonite näited

Mesonite näiteid

Tähis	Kvarkstruktuur	Mass (elektroni massides)
π⁺	$u \bar{d}$	273
π^–	$d \bar{u}$	273
π⁰	$u \bar{u}$ või $d \bar{d}$	264
K⁺	$u \bar{s}$	966
K^–	$s \bar{u}$	966
K⁰	$d \bar{s}$	974
K⁰	$s \bar{d}$	974

Lisää aiheesta

Kvargi eemaldamine prootonist

Osakese-antiosakese paar võib tekkida alati, kui protsessis tekib küllaldane energiahulk, et moodustada kahe osakese seisumassid vastavalt seosele E = mc². Vaatame nüüd, mis toimub, kui püüame näiteks prootonist üht u-kvarki eemaldada. Kvargid on väga tugevasti seotud, seepärast tuleb kvarki selleks tugevasti „tõmmata” (näiteks kui kiire mööduv osake püüab kvarki kaasa haarata). Teisiti öeldes, tuleb talle energiat juurde anda. Ühel hetkel saab lisaenergia nii suureks, et sellest jätkub kvark-antikvark-paari tekkeks. Tekkigu näiteks $u – \bar{u}$ -paar. Nende värvid on just sellised, et u ühineb järelejäänud prootoni osaga, $\bar{u}$ aga eraldatava u-kvargiga. Tulemuseks on pilt nagu oleksime prootonist π⁰-mesoni välja kiskunud, ja jällegi saime ainult valged osakesed:

$p (u u d) \to p (u u d) + π^{0} (u \bar{u}) .$

Kvarkide lahtirebimine mesonis
I. Meson
II. Kvargid eemaldatakse üksteisest välise energia abil.
III. Energia arvel tekib vaakumist kvark-antikvark-paar.
IV. Paar laguneb, tekib kaks „valget” mesonit.

Üldiselt võib tekkida ka teistsuguseid mesoneid ja kui energiat jätkub, ka palju muid lubatavaid osakesi. Seega ei õnnestu meil kunagi saada värvilisi vabu osakesi.

„Värvilist” osakest ei õnnestu vabastada.

Lisää aiheesta