Почему электрон и позитрон должны иметь одинаковую продолжительность жизни?

По данным Группы данных о частицах:

продолжительность жизни частиц

источник: данные

Частицы и их античастицы (то есть антиматерия) имеют одинаковую продолжительность жизни.

Электрон/позитрон, например, имеют минимум 6,6E28 лет. Это было экспериментально подтверждено для электрона здесь, в этой статье 2015 года: статья (см. Также здесь, в этой статье, обложке статьи IOP )

Тем не менее, нет никаких экспериментальных подтверждений того, почему стабильные античастицы, такие как позитрон, должны иметь ту же продолжительность жизни, что и их аналоги нормальных частиц (например, электрон)?

Мне кажется, что это больше похоже на теоретический анзац.

Есть ли какие-либо экспериментальные подтверждения вышеизложенного?

Это может быть важная информация. Может быть, помимо заряда и хиральности во взаимодействии стабильных античастиц с вакуумным пространством происходит что-то еще, что могло бы объяснить, почему материя доминирует в нашей Вселенной, а не аннигилирует с образованием равного количества материи и антиматерии во время Большого взрыва?

Это теоретический ансаз, вытекающий из Стандартной модели. Вы же сами говорите, что экспериментально проверено минимум 6.6Е28 лет. Так что нет ничего, что могло бы обесценить анзац. Какую еще проверку вы хотите?
Насколько я знаю, экспериментальная статья 2015 года была посвящена электрону, а не позитрону. Я считаю важным экспериментально проверить продолжительность жизни стабильных античастиц, потому что, если равенство нарушается, это может быть потенциальным объяснением нерешенной проблемы материи-антиматерии.
Что вы подразумеваете под «экспериментальной проверкой того, почему …» Эксперименты не дают нам ответа на вопрос «почему» . Они подтверждают — или противоречат — предсказания теоретических моделей, и именно в этих моделях вопросы «почему» могут найти ответ (по крайней мере, в той мере, в какой на вопросы «почему» вообще можно ответить).
В отсутствие экспериментальных доказательств продолжительности жизни позитрона, почему мы решили, что у позитрона такая же продолжительность жизни, что и у электрона? Вопрос адресован теоретикам. Есть ли этому окончательное теоретическое доказательство? Какие еще законы нарушаются, когда обнаруживается, что у этих двух не одинаковая продолжительность жизни? ИМО, этот вопрос стоит исследовать.
Как я уже упоминал, это прямое следствие Стандартной модели (СМ). Есть много других и, возможно, более простых экспериментов, чтобы попытаться опровергнуть СМ.
Насколько я понимаю, это связано с зарядовой симметрией, т.е. изменение только знака частицы не меняет существенных свойств материи, состоящей из этой частицы. Однако может существовать некоторая асимметрия между частицами и античастицами, потому что кажется, что Вселенная наполнена материей, но не антиматерией. Таким образом, в какой-то момент формирования Вселенной античастицы могут приобрести несколько иные свойства, чем частицы. Но это еще предстоит подтвердить, потому что стандартная модель не может объяснить, если существует симметрия заряда, почему мы не видим антиматерии в умеренных количествах во Вселенной.

Ответы (1)

В таблице все частицы, кроме электрона и позитрона (и протона-антипротона), являются распадающимися. Скорость распада позволяет рассчитать время жизни этих частиц, что и показано в последнем столбце. Обратите внимание, что у электрона и позитрона есть ссылка (1), которую вы нам не скопировали, и ссылка, которую вы даете, не из самой публикации, а только для изображения в википедии.

(1)

Borexino — это жидкостный сцинтилляционный детектор, расположенный глубоко под землей в Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS, Италия). Благодаря непревзойденной радиочистоте сцинтиллятора и хорошо изученному отклику детектора при низкой энергии был получен новый предел устойчивости электрона к распаду на нейтрино и одиночный моноэнергетический фотон. Эта новая граница, т > 6,6 * 10 28 год при 90% CL, на 2 порядка лучше, чем предыдущий предел. остальные числа - это время жизни, полученное из экспериментов по измерению распадов частиц, но для электрона и позитрона это должен быть нижний предел времени жизни из эксперимента .

Пределы распада частиц, показанные в таблице, обусловлены экспериментальными и расчетными ошибками, а не временем жизни, если оно есть; цифра говорит о том, что электрон стабилен в пределах экспериментальных ошибок.

В рамках стандартной модели времена жизни античастиц такие же, как и у частиц, и это проверено экспериментально.

Но даже если бы можно было провести соответствующий эксперимент для позитронов, экспериментальные ошибки ничего не сказали бы об аксиоматической симметрии времен жизни между электроном и позитроном. Эксперименты для позитрона были бы другими, и их было бы гораздо труднее выполнить, поэтому экспериментальные ошибки были бы другими, но это не имело бы значения для проверки аксиоматических предположений стандартной модели.

То же самое относится и к тому, что дано справа для протона-антипротона, который может распасться, как предсказывают некоторые модели. Это протон, время жизни которого можно очень точно проверить. Антипротоны несут проблемы образования и легкой аннигиляции в любой экспериментальной установке.

Определенно стоит спросить, какова самая высокая известная нижняя граница периода полураспада позитрона, полученная напрямую (без учета аргументов симметрии). Это, конечно, не будет так смехотворно высоко, как 10 28 год указан для электронов.
К вашему сведению, ссылку [1] можно найти, перейдя по первой ссылке на данные, где вы можете найти ссылку на [1]
@EmilioPisanty, конечно, но это уже другой вопрос.
@fyrepenguin спасибо.
@PM2Ring правильно, я не заметил ослепленных слабыми частицами распада :). Я буду редактировать.
@annav Кажется, это именно тот вопрос, который задают здесь. Этот ответ не отвечает на вопрос, потому что он начинается с предположения , что время жизни античастиц такое же, как и у их частиц. Но вопрос требует экспериментального подтверждения этого в конкретном случае позитронов и электронов.
@user3728501 user3728501 предположение является теоретическим и аксиоматичным в стандартной модели, но оно проверяется экспериментально для частиц/античастиц, которые действительно распадаются, например пионы, каоны и т. д. Это когда кто-то обсуждает, что выглядит как стабильные частицы, поскольку распады не наблюдались для электрон, что пределы являются экспериментальными пределами измерений для электрона и протона.
Как я объясняю, позитроны и антипротоны будут иметь гораздо большие экспериментальные пределы из-за их взаимодействия с материалом детекторов. Таким образом, признание того, что позитрон имеет тот же экспериментальный предел, что и электрон, основано на подтверждении данными всей стандартной модели. Его нельзя проверить экспериментально с точностью, которая была бы убедительной.
@fyrepenguin с опозданием спасибо за ссылку
Почему электрон и позитрон должны иметь одинаковую продолжительность жизни?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v