АНТИПРОТОН (p,p)
- античастица по отношению к протону. Масса и спин А. такие же, как у протона,
барионное число B = -1 Электрич. заряд (и магн. момент) А. отрицателен
и равен по абс. величине электрич. заряду (магн. моменту) протона.
А. был впервые обнаружен экспериментально
в 1955 О. Чемберленом (О. Chamberlain), Э. Сегре (E. Segre), К. Вигандом (С.
Wiegand) и T. Ипсилантисом (T. Ypsilantis) в Беркли (США) на ускорителе протонов
с макс. энергией 6,3 ГэВ. Вследствие сохранения барионного числа рождение А.
должно сопровождаться рождением протона, поэтому для рождения А. необходимо,
чтобы суммарная кинетич. энергия сталкивающихся частиц в системе центра масс
превышала энергию покоя пары протон-А. Это условие выполнялось на ускорителе
в Беркли для соударения протонов с ядрами мишени. Опыт был поставлен след. образом.
Пучок протонов из ускорителя падал на медную мишень, в к-рой в результате взаимодействия
протонов с ядрами меди рождались разл. частицы. Магниты отбирали отрицательно
заряженные частицы (преим. 
-мезоны),
отклоняя их в направлении черенковских счётчиков, измерявших скорость частиц.
Отождествление частицы с А. проводилось по величине её массы, к-рая определялась
из соотношения между импульсом (измеряемым по отклонению в магн. поле) и скоростью
частицы. В опыте рождалось неск. А. на 1011 столкновений протонов
с мишенью.
В отсутствие вещества А., как и протон,
с очень высокой степенью точности стабилен. В веществе "время жизни"
медленного А. определяется скоростью его аннигиляции.
Кулоновское взаимодействие между А.
и ядрами может вызывать образование антипротонных атомов - связанных водородоподобных
систем (см. Адронные атомы). На малых расстояниях между А. и нуклоном
действуют ядерные силы притяжения, к-рые могут приводить к образованию связанной
системы А.- нуклон (бариония ).В результате сильного (ядерного) взаимодействия
между А. и антинуклонами могут образовываться ядра антивещества, а в
результате эл--магн. (кулоновского) взаимодействия между А. и позитроном - атомы
антиводорода.
К сер. 80-х гг. на ускорителях получают
пучки А. высоких энергий, вплоть до 270 ГэВ (в столкновениях протонов высоких
энергий с ядрами выход 
%). Результаты исследования взаимодействия таких А. с нуклонами показывают,
что с ростом энергии А. его аннигиляция с нуклонами становится всё менее вероятной,
а полное сечение 
-взаимодействия
(в согласии с Померанчука теоремой)всё более сближается с сечением pN-взаимодействия.
Согласно кварковой модели адронов (см.
Кварки ),А. состоит из трёх конституентных антикварков: двух 
-кварков и одного 
-кварка.
Рождение пар протон-А. наблюдается не
только в столкновениях адронов, но и в столкновениях встречных пучков электронов
и позитронов с энергиями выше 1 ГэВ. Экспериментально установлено, что относит.
вероятность рождения А. растёт с ростом энергии пучков 
и при энергии ок. 30 ГэВ составляет неск. десятков процентов. Столь большая
вероятность может быть объяснена фрагментацией в адроны жёстких глюонов, вероятность рождения к-рых с ростом энергии увеличивается.
Длительное существование А. возможно
только при низкой плотности нуклонов - в накопителях заряж. частиц, а
также в космич. пространстве.
Наблюдение А. в космич. лучах указывает на наличие космических источников А. Таким источником может быть взаимодействие высокоэнергичных частиц космич. лучей с межзвёздным веществом. А. могут также рождаться, напр., в оболочке пульсара при взаимодействии с её веществом высокоэнергичных частиц, ускоряемых магн. полем пульсара, а также в окрестности активного ядра Галактики. В связи с превышением наблюдаемого потока космич. А. (особенно в области энергий <1 ГэВ) над ожидаемым от естеств. источников обсуждались такие возможные механизмы рождения А., как испарение первичных чёрных дыр, рождение А. в распадах или при аннигиляции гипотетич. тяжёлых метастабильных частиц (напр., гравитино, фотино), предсказываемых нек-рыми моделями великого объединения и супергравитации и др.
\ Последний механизм может служить основой
проверки по космологич. следствиям таких предсказаний этих моделей, к-рые не
могут быть непосредственно проверены в совр. лабораторных условиях (напр., масс
гипотетич. суперсимметричных частиц; см. Суперсимметрия ),но могут отражаться
в астрофизич. данных, напр. о распространённости лёгких элементов во Вселенной.
M. Ю. Хлопов.
|
|
 |
