Vastinkappaleen

Vastinkappaleen käsite tarkoittaa tietyn hiukkasen antihiukkasta. Vastinkappaleella on sama massa kuin alkuperäisellä hiukkasella, mutta se kantaa vastakkaisia sähköisiä ja muita kvanttilukuja. Jos hiukkanen on omavastinkappale, sen vastinkappale on sama hiukkanen; tällaisia ovat esimerkiksi fotoni ja joitakin neutraaleja hiukkasia kuten Z on omavastinkappale. Esimerkkejä tavallisista vastinkappaleista ovat elektroni ja positroni sekä protoni ja antiprotoni. Vaihtoehtoisesti neutrino ja antineutrino muodostavat pari, kun taas joidenkin hiukkasten, kuten π0:n, katsotaan olevan omavastinkappaleita.

Vastinkappaleet voivat syntyä parinluomisena suurenergiahäviöissä tai hiukkassäteilyn vuorovaikutuksissa, jolloin energia muuttuu massaksi kahdelle vastinkappaleelle. Kun vastinkappale kohtaa omakappaleensa, ne voivat kumoutua sekä vapauttaa energiaa fotonien tai muiden hiukkasten muodossa. Tämä ilmiö tunnetaan annihilaationa. Siten vastinkappaleita voidaan havaita niiden vuorovaikutusten kautta.

Perustavanlaatuinen teoriafosfiksi liittyy Diracin yhtälö sekä CPT-suppeen, joiden mukaan hiukkasen ja sen vastinkappaleen massat ja muut ominaisuudet ovat identtisiä, paitsi niiden kvanttiluvut ovat käänteisuskollisia. Modernit kokeet ovat tuoneet esiin vastinkappaleiden ilmiasun erilaiset ilmentymät ja antanut mahdollisuuden tutkimaan antimateriaa, kuten antihydrogenin säilytystä.

Antimaterian suhde maailmankaikkeudessa on aktiivinen tutkimuskohde: ylipäätään maailmankaikkeuden materian ja antimaterian epätasapaino on keskeinen kysymys kosmologiassa ja CP-violaatioon liittyvissä ilmiöissä.