基本介紹
- 中文名：反核子
- 外文名：antinucleon
- 特點：與核子具有相同質量，但電荷相反
- 學科：原子物理
- 類別：反中子、反質子
- 實例：電子e-的反粒子是正電子e+
介紹,湮滅,
介紹
一切粒子均有其相應的反粒子，如電子e-的反粒子是正電子e+，質子p的反粒子是反質子，中子n的反粒子是反中子，1959年王淦昌領導的小 組發現的反西格碼負超子是Σ-的反粒子。有些粒子的反粒子就是它自己。如γ光子、π0介子和η介子。一些中性玻色子如光子、π0介子等，其反粒子就是它們自己。
反核子包括反質子和反中子。中子的反粒子，反中子是1956年發現的。它的磁矩對於其自旋是反號的。反中子與核子相碰可湮沒為π介子。反質子為質量及自旋與質子相同，但電荷及磁矩則與質子相反，帶有與電子相同的負電荷。壽命也與質子相當。一個反質子是由兩個上反夸克及一個下反夸克所組成。雖然反質子本身是穩定的，但由於反質子與質子接觸會發生湮滅的現象，並且轉化為能量。
湮滅
跟正電子一樣，反核子一旦被產生出來，就可以跟核子湮滅為純能量，這個現象最早於1956年被觀測到。 但正反核子的湮滅較正反電子湮滅有一個顯著的不同之處，正反電子的湮滅e+e−→γ產物主要是光子，而正反核子的湮滅的能量量級(mb+ m¯b∼2Ge V)， 要遠大於正反電子。只要湮滅的可用能量相空間夠大，可以出現任何量子數(尤其是重子數)守恆的末態產物，因此正反核子湮滅的末態產物十分多樣化。
20世紀60年代到70年代間，Brookhaven與CERN的實驗家們開展了大量針對正反核子湮滅的研究，得到了大量靜止湮滅及飛行(in Flight)散射(湮滅)的實驗數據。對實驗數據顯示： 靶粒子存在一個臨界半徑R，在入射波達到臨界半徑r < R時，不存在反射波，入射波被完全吸收。這個特點不同於黑體模型s波的理論極限， 這可以解釋為正反核子的相互作用中存在一個明顯的吸引作用，使正反核子的波函式接近，更傾向於湮滅，而不是彈性散射。 而且實驗結果還顯示：並非滿足一般守恆(如電荷C守恆，角動量-宇稱JP守恆等)的正反核子初態都有均等的反應機率，而是存在著一個針對初態軌道角動量(L)的選擇機制， 反應機率對L有著強烈的依賴性，這個選擇機制被稱為動力學選擇定則(Dynamical Selection Rules，DSR)。
通過整理與擬合靜止與飛行湮滅(散射)的實驗數據，可以得到正反核子反應的總截面σ隨動量plab(與可用能量相空間關係密切)增大而減小，而且在動量較小的區域內對動量變化較為敏感， 但隨著動量的增大，總截面對動量的依賴程度逐漸趨於穩定。在入射動量值較小的區域，湮滅道與彈性散射道是主要的組分，其中湮滅道占據支配地位；在入射動量較大的區域， 製造(Production)也就是非彈性散射道的比重是最大的；而電荷交換道與奇異重子道對總截面的貢獻無論是在高能區還是低能區都很小。可以想像，對於深度束縛下的正反核子反應， 湮滅道的比重可能會更大。
