antipartikkelien

Antipartikkelit ovat hiukkasia, jotka ovat periaatteessa samanlaisia kuin tavalliset hiukkaset, mutta niillä on vastakkainen sähkövaraus ja muut kvanttiluvut. Esimerkiksi elektronilla on negatiivinen sähkövaraus, kun taas sen antipartikkelillä, positronilla, on positiivinen sähkövaraus. Neutroneilla ei ole nettovarausta, mutta niiden kvarkkikoostumuksesta johtuvat muut kvanttiluvut ovat vastakkaisia verrattuna niiden antineutroneihin.

Kun hiukkanen ja sen antipartikkeli kohtaavat, ne annihiloituvat eli tuhoutuvat ja niiden massa muuttuu energiaksi yleensä fotoneina. Tämä ilmiö on tunnettu parituhoutumisena. Vastaavasti energia voi synnyttää hiukkas-antipartikkeliparin, esimerkiksi korkeaenerginen fotoni voi muuttua elektroniksi ja positroniksi.

Antipartikkelien olemassaolon ennusti teoreettisesti Paul Dirac vuonna 1928 yhdistämällä kvanttimekaniikkaa ja erityistä suhteellisuusteoriaa. Ensimmäinen löydetty antipartikkeli oli positroni, jonka Carl Anderson löysi kosmisen säteilyn tutkimuksessa vuonna 1932. Tämän jälkeen on löydetty monien muiden hiukkasten antipartikkeleita, kuten antiprotonit ja antineutronit.

Antipartikkeleilla on merkitystä monilla fysiikan aloilla, kuten hiukkasfysiikassa, kosmologiassa ja lääketieteellisessä kuvantamistekniikassa (PET-kuvantaminen). Vaikka antipartikkelit ovat teoreettisesti yhtä yleisiä kuin tavalliset hiukkaset, havaittavassa maailmankaikkeudessa on huomattavasti enemmän tavallisia hiukkasia kuin antipartikkeleita. Tämän epäsymmetrian syy on yksi nykyfysiikan suurista ratkaisemattomista kysymyksistä.