Antipartiikkelit

Antipartiikkelit ovat subatomisia hiukkasia, jotka vastaavat tiettyjä tunnettuja hiukkasia, mutta joilla on vastakkainen sähkövaraus ja muita kvanttilukuja. Esimerkiksi elektronin antipartiikkeli on positroni, jolla on sama massa mutta positiivinen sähkövaraus. Vastaavasti protonin antipartiikkeli on antiprotoni, jolla on sama massa mutta negatiivinen sähkövaraus. Neutraalien hiukkasten, kuten neutronin, antipartiikkeli on sen oma peilikuva, eli antineutroni.

Kun hiukkanen ja sen antipartiikkeli kohtaavat, ne annihiloituvat eli häviävät ja niiden massa muuttuu energiaksi säteilyn, yleensä gammasäteilyn, muodossa. Tämä ilmiö tunnetaan parin hävittämisenä. Vastaavasti energia voi myös synnyttää hiukkas-antipartiikkeli-parin, jos energia on riittävän suuri vastaamaan hiukkasten lepomassoja. Tätä kutsutaan parin muodostukseksi.

Antipartiikkeleilla on keskeinen rooli hiukkasfysiikassa ja ne ovat olennainen osa standardimallia. Niitä syntyy luonnostaan kosmisen säteilyn vuorovaikutuksissa ilmakehän kanssa ja radioaktiivisessa hajoamisessa. Antipartiikkeleita hyödynnetään myös teknologisissa sovelluksissa, kuten positroniemissiotomografiassa (PET-kuvantamisessa) lääketieteessä.

Vaikka maailmankaikkeuden tiedämme koostuvan pääasiassa tavallisista hiukkasista, antipartiikkeleiden olemassaolo on vahvistettu kokeellisesti. Tutkijat pyrkivät ymmärtämään paremmin, miksi aine dominoi maailmankaikkeutta, eikä sen ja antiaineen välistä symmetriaa, joka teoriassa pitäisi johtaa tasapainoiseen suhteeseen.