Антивещество

АНТИВЕЩЕСТВО, вещество, состоящее из античастиц. Ядра атомов обычного вещества состоят из протонов и нейтронов, а электроны образуют оболочки атомов. В антивеществе ядра состоят из антипротонов и антинейтронов, а оболочки - из позитронов. Согласно современным представлениям, сильное взаимодействие, обусловливающее существование атомных ядер, и электромагнитное взаимодействие, обусловливающее устойчивость электронных конфигураций в атомах и молекулах, остаются неизменными при замене частиц на соответствующие им античастицы. Поэтому атомы антивещества и обычного вещества должны иметь аналогичную структуру.

В экспериментах на ускорителях зарегистрированы события образования лёгких антиядер в столкновениях адронов. Группа под руководством Л. Ледермана наблюдала события образования ядер антидейтерия (1965). Группа под руководством Ю. Д. Прокошкина из Института физики высоких энергий (г. Протвино) зарегистрировала несколько событий образования ядер антигелия-3 (1970). В ЦЕРНе наблюдалось образование атомов антиводорода (2001).

Столкновение объекта, состоящего из обычного вещества, с объектом из антивещества приводит к аннигиляции входящих в их состав частиц и античастиц (смотри Аннигиляция и рождение пар). Аннигиляция медленных электронов и позитронов ведёт к образованию γ-квантов, а аннигиляция медленных нуклонов и антинуклонов - к образованию нескольких π-мезонов, которые в результате последующих распадов превращаются в γ-кванты.

В наблюдаемой нами части Вселенной не обнаружено существенных скоплений антивещества. В частности, существование в космических лучах позитронов и антипротонов можно объяснить их рождением при столкновении частиц высоких энергий без привлечения гипотезы о существовании макроскопических областей антивещества. Отсутствие интенсивного γ-излучения, которое должно было бы наблюдаться при аннигиляции антивещества с межзвёздным газом, налагает жёсткие ограничения на концентрацию антивещества в галактиках (меньше 10^-15 от концентрации вещества) и в скоплениях галактик (меньше 10^-6 от концентрации вещества), то есть наблюдаемые данные гамма-астрономии указывают на крайне малое количество антивещества в окружающем нас космическом пространстве вплоть до ближайшего скопления галактик.

Лит.: Зельдович Я. Б., Новиков И. Д. Строение и эволюция Вселенной. М., 1975.