Почему парная аннигиляция происходит с частицами и только с соответствующими им античастицами? Например, электроны и позитроны, но не протоны и позитроны? В чем разница?
Мы (физики) считаем, что причина вот в чем: известные симметрии и законы сохранения. Например, взаимная аннигиляция протона и позитрона устранила бы единицы заряда из Вселенной. Это нарушает принцип сохранения заряда, который, как видно, возникает в результате применения теоремы Нётер к глобальной калибровочной симметрии классического электродинамического лагранжиана, как обсуждалось в ответе QMechanic на вопрос «Теорема Нётер и классическое доказательство сохранения электрического заряда» . . Другими подобными законами сохранения являются сохранение цветовых зарядов в КХД, сохранение лептонного числа, барионного числа (кваркового числа) и т.д. Предлагаемая вами реакция также нарушила бы закон сохранения лептонного числа.
Но в конечном итоге ответ — это просто экспериментальное свидетельство, т. е. взаимная аннигиляция просто не происходит экспериментально, кроме как между античастицами. Неспособность наблюдать определенные реакции - это то, что привело физиков-теоретиков к определению лагранжианов с различными непрерывными симметриями симметрии (и, таким образом, посредством теоремы Нётер, сохранением нётеровского заряда (т.е. квантового числа)), а также, в первую очередь, понятием самой античастицы. как способ систематизировать наши знания об экспериментальных наблюдениях за взаимодействием частиц. Теоретических причин выше просто достаточноусловия, которые могли бы объяснить наши наблюдения, но они не являются необходимыми условиями. Просто пока наши теории согласуются с экспериментом, и поэтому у нас нет оснований полагать, что они ошибочны.
ззз
Альфред Центавр