Antipartikelen

Antipartikelen zijn de tegengestelde tegenhangers van gewone deeltjes. Voor vrijwel elk deeltje bestaat een antipartikel met tegengestelde elektrische lading en andere kwantumnummers, en ze hebben dezelfde massa. In de relativistische kwantumveldtheorie werd dit concept voorspeld door Dirac en sindsdien is aangetoond dat antipartikelen bestaan. Sommige deeltjes zijn hun eigen antipartikel, zoals het foton, de Z-boson en de neutral pion. Ook het Higgs-boson is een eigen antipartikel. Veel fermionen hebben daarentegen een apart antipartikel, bijvoorbeeld het elektron en het positron.

Voorbeelden van antipartikelen zijn het positron (antielektron), het antiproton, het antineutron en het antineutrino. Antipartikelen kunnen worden geproduceerd in hoge-energierijke processen, bijvoorbeeld door parenproductie in deeltjesversnellers. Het bestaan van antipartikelen werd in 1932 bevestigd met de ontdekking van het positron door Carl Anderson; het antiproton werd in 1955 gevonden door Segrè en Chamberlain.

Wanneer een antipartikel in contact komt met zijn gewone counterpart, treedt annihilatie op, waarbij de restmassa wordt omgezet in energie, meestal in de vorm van gamma-straling en soms pions. Antipartikelen spelen een belangrijke rol in fundamenteel onderzoek en in medische toepassingen. PET-scans maken gebruik van positron-emitterende isotopen, waarbij de annihilatie gamma-stralen leveren die gedetecteerd worden voor beeldvorming.

In de kosmologie bestaan vragen over de materie-antimaterie-asymmetrie in het universum. Hoewel antimaterie op kleine schaal voorkomt in experiments en kosmische straling, lijkt het universum overwegend uit materie te bestaan, wat een onderwerp van onderzoek is op het gebied van baryogenese en CP-schending.