Antipartikel

Ilustrasi muatan listrik dari partikel dan antipartikel, dari atas: elektron/positron, proton/antiproton, dan neutron/antineutron

Antipartikel adalah suatu partikel subatomik yang memiliki massa dan sifat-sifat yang sama dengan partikel lainnya namun berlawanan tanda/muatan. Sesuai dengan sebagian besar jenis partikel, ada antipartikel terkait dengan massa yang sama dan muatan listrik yang berlawanan. Misalnya, antipartikel elektron adalah positron yang bermuatan positif, dan antipartikel dari proton adalah antiproton yang bermuatan negatif, yang diproduksi secara alami dalam beberapa jenis peluruhan radioaktif.

Hukum alam hampir sangat simetris terhadap partikel dan antipartikel. Sebagai contoh, sebuah antiproton dan positron dapat membentuk atom antihidrogen, yang memiliki sifat hampir persis sama dengan atom hidrogen. Ini mengarah pada pertanyaan mengapa pembentukan materi setelah Big Bang menghasilkan alam semesta yang terdiri hampir seluruhnya dari materi, bukannya terdiri dari setengah materi dan setengah antimateri. Penemuan CP violation oleh Makoto Kobayashi membantu menjelaskan masalah ini dengan menunjukkan bahwa simetri ini, yang awalnya dianggap sempurna, hanya sebuah perkiraan. Sebuah partikel dan pasangan antipartikelnya dapat memusnahkan satu sama lain karena muatannya berlawanan dan menghasilkan foton. Misalnya, positron yang dihasilkan dalam peluruhan radioaktif alam dengan cepat memusnahkan diri dengan elektron, menghasilkan sinar gamma.

Antipartikel yang diproduksi secara alami dalam peluruhan beta, dan dalam interaksi antara sinar kosmis di atmosfer bumi. Karena muatan adalah kekal, tidak mungkin untuk membuat antipartikel tanpa baik menghancurkan partikel dari muatan yang sama (seperti dalam peluruhan beta), atau membuat partikel dengan muatan berlawanan. yang belakangan dapat dilihat dalam banyak proses di mana kedua partikel dan antipartikel yang diciptakan secara bersamaan, seperti di akselerator partikel. Ini adalah kebalikan dari proses penghancuran partikel-antipartikel. Keberadaan antipartikel diramalkan dalam mekanika kuantum relativistik. Meskipun partikel dan antipartikel mereka memiliki muatan yang berlawanan, elektrik partikel netral tidak perlu identik dengan antipartikel mereka. neutron, misalnya, yang terbuat dari quark, yang antineutrino dari antiquark, dan mereka dibedakan dari satu sama lain karena neutron dan antineutrino memusnahkan satu sama lain pada kontak. Namun, partikel netral lainnya antipartikel sendiri seperti foton, yang hipotesis graviton, dan partikel masif yang lemah interaksi, disebut partikel Majorana dan dapat memusnahkan diri sendiri.

Lihat juga

• Interaksi gravitasi antipartikel
• Paritas, muatan konjugasi dan waktu pembalikan simetri.
• Pelanggaran CP dan baryon asimetri alam semesta.
• Teori medan kuantum dan Daftar partikel
• Baryogenesis

Referensi

• Feynman, R. P. (1987). "The reason for antiparticles". Dalam R. P. Feynman and S. Weinberg. The 1986 Dirac memorial lectures. Cambridge University Press. ISBN 0-521-34000-4. 
• Weinberg, S. (1995). The Quantum Theory of Fields, Volume 1: Foundations. Cambridge University Press. ISBN 0-521-55001-7.