Распад нейтрона на антипротон

  1. Возможно ли, чтобы нейтрон потерял позитрон и стал антипротоном?

  2. Или вместо этого должен быть распад антинейтрона на антипротон?

Ответы (4)

Это нарушило бы закон сохранения барионов. Барионы (частицы с полуцелым спином, т. е . s = 1/2, 3/2, 5/2,... взаимодействующие через сильное взаимодействие) не могут быть созданы по желанию, но должны сохранять полное барионное число : протоны и нейтроны как есть + 1 барионное число, а их античастицы, антипротон и антинейтрон, имеют барионное число − 1 каждый.

Таким образом, если бы нейтрон распался на антипротон и позитрон (плюс, как я полагаю, нейтрино для сохранения лептонного числа ), он сохранил бы полный заряд и лептонное число ( − 1 для позитрона и + 1 для нейтрино), но это нарушило бы сохранение полного барионного числа.

Это утверждение — не что иное, как сжатый результат многолетних поисков такого рода событий, которые так и не были найдены. Почему природа должна сохранять барионное число, в настоящее время неизвестно. На самом деле, многие теории предсказывают, что сохранение байонного числа — это не абсолютный закон, а просто побочный продукт физических упражнений в низкоэнергетическом пределе. В самом деле, многие эксперименты ищут (пока безуспешно) нарушения сохранения барионного числа, в частности, свободного распада протонов. Поскольку протоны являются самыми легкими барионами, их распад может произойти (если вообще произойдет) на небарионные частицы, что нарушит закон сохранения барионного числа.

Обратите внимание, что экспериментальная нижняя граница времени между Δ Б знак равно 2 колебания между нейтронами и антинейтронами удивительно короткие, примерно 10 8 с . На сегодняшний день наиболее вероятный путь н → п ¯ е + ν было бы н → н ¯ переход с последующим обычным слабым распадом. Ссылки см. в группе данных о частицах .
@роб Хороший вопрос
распад н → п ¯ + е + + ν ¯ на самом деле, вероятно, предпочтительнее, поскольку в стандартной модели Б а также л по отдельности неконсервативны в сфалеронных отростках. Однако, Б − л по-прежнему абсолютно сохраняется в стандартной модели.

Нейтрон содержит (в среднем) 1 верхний кварк и 2 нижних кварка. Распад до протона происходит, когда нижний кварк испускает W − частица и превращается в ап-кварк. Это дает протон с двумя верхними кварками и одним нижним кварком. W − частица распадается на электрон и антинейтрино.

Однако антипротон содержит 2 верхних антикварка и 1 нижний антикварк, что полностью отличается от 1 верхнего и 2 нижних кварков в нейтроне. Даже если бы антикварки могли превратиться в кварки (это не так), для распада потребовалось бы, чтобы все три кварка изменились в один и тот же момент.

Так что нет, распад, который вы описываете, не может произойти.

Это не совсем объяснение. Кварки могут превращаться друг в друга, как, например, при стандартном бета-распаде нейтрона, когда нижний кварк распадается на верхний кварк (плюс еще что-то). Таким образом, можно было бы наивно спросить: почему кварк не может распасться на антикварк и еще что-нибудь? Причина: сохранение барионного числа. Это могут сделать только взаимодействия, нарушающие закон сохранения барионного числа, и в стандартной модели их не существует (за исключением ненаблюдаемого исключения, отмеченного выше).

Я не физик элементарных частиц, но, насколько я понимаю, барионное число в стандартной модели строго не сохраняется. См., например, http://en.wikipedia.org/wiki/Baryon_number#Conservation . Существуют также теории, выходящие за рамки стандартной модели, в которых барионное число не сохраняется; например, многие люди, кажется, действительно думают, что распад протона — это разумная вещь, которую следует ожидать и искать. BL (барионное число минус лептонное число), AFAIK, считается более фундаментально вероятным для сохранения. Таким образом, хотя процесс распада н → п ¯ + е + нарушает сохранение B, возможно, более фундаментальная причина не ожидать, что это произойдет, состоит в том, что это пойдет от Б − л знак равно 1 в исходном состоянии до Б − л знак равно − 2 в конечном состоянии.

Хиральная аномалия в стандартной модели действительно приводит к нарушению закона сохранения барионного числа, но ожидаемая скорость настолько мала, что ее можно считать ненаблюдаемой, G. 't Hooft, "Symmetry Breaking Through Bell-Jackiw anomalies", Phys. Преподобный Летт. 37, 8 (1976). Вместо этого распад протона за пределами стандартной модели приводит к потенциально наблюдаемым эффектам, отсюда и многочисленные эксперименты, которые уже проведены или все еще проводятся (хотя пока безрезультатно).

Согласно Википедии, антинейтрон — это один анти-вверх и два анти-вниз; он действительно распадается именно так, как предполагает вопрос, на позитрон и антипротон (и нейтрино)

Единственный определенный источник, который я могу найти ( http://www.in2p3.fr/physique_pour_tous/questions/reponses/antimatiere.htm ), на французском языке; по существу, в соответствующей его части говорится, что если А распадается на X, Y и анти-Z (для любого заданного А), то анти-А распадается с тем же периодом полураспада на анти-Х, анти-Y и анти- -анти-Z (то есть Z). Однако это труднее наблюдать, потому что антиматерия имеет тенденцию сталкиваться с материей и аннигилировать перед распадом, особенно когда период полураспада такой же, как у нейтрона.

Распад нейтрона на антипротон
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v