Antiproton

L'antiproton ( $\ barre {p}$ , p-barre prononcée de de ) est l'antiparticule du proton . Les antiprotons sont stables, mais ils sont en général de courte durée puisque n'importe quelle collision avec un proton causera les deux particules être annihilé par dans un éclat d'énergie. Elle a été découverte dans le 1955 Emilio Segrè des physiciens par de d'Université de Californie, de Berkeley et Owen Chamberlain , pour lequel ils ont été attribués le prix Nobel de du 1959 dans la physique . Antiproton se compose deux anti-vers le haut Quarks et un anti-vers le bas quark ( $\ barre {\ mathrm {u}} \ barre {\} de mathrm {u} \ barre {\ mathrm {d}}$ ). ntimatter

Leur formation exige l'équivalent d'énergie à une température de 10 trillion de K (10¹³ K), et coups grands de côté, ceci ne tend pas à se produire naturellement. Cependant, à CERN , des protons sont accélérés dans le synchrotron (picoseconde) de de proton à une énergie 26 du G [[volt d'électron |eV]], et alors heurté contre une tige de l'iridium . Les protons rebondissent outre des noyaux d'iridium avec le assez d'énergie pour que la matière soit créé. Une gamme des particules et des antiparticules sont formées, et les antiprotons sont séparés outre d'utiliser des aimants dans le vide .

Mi-juin 2006, le CERN a réussi à déterminer la masse de l'antiproton, qu'ils ont mesuré 1836.153674 fois plus massif qu'un électron , avec l'incertitude +/- de 5 au sixième chiffre décimal. C'est exactement identique que la masse d'un " ; regular" ; proton, rendant nécessaire davantage de recherche dans la nature de la différence entre la matière et l'antimatière, afin d'expliquer comment notre univers a survécu au Big Bang et pourquoi tellement peu reste de l'antimatière aujourd'hui dans notre système solaire.

Occurrence en nature

Des antiprotons ont été détectés dans les rayonnements pendant plus de 25 années, d'abord par des expériences ballon-soutenues et plus récemment par les détecteurs par satellite. L'image standard pour leur présence dans les rayonnements est qu'ils sont produits dans les collisions des protons de rayon cosmique avec des noyaux dans le milieu interstellaire , par l'intermédiaire de la réaction :

$p \ barre {p}$ p A

Les antiprotons secondaires ( $\ barre {p}$ ) propagent alors par la galaxie , confinée par les champs magnétiques galactiques leur spectre d'énergies est modifié par des collisions avec d'autres atomes dans le milieu interstellaire, et des antiprotons peuvent également être perdus par le " ; out" disjoint ; de la galaxie.

Le spectre d'énergies de rayon cosmique d'antiproton est maintenant mesuré sûrement et est compatible à cette image standard de production d'antiproton par des collisions de rayon cosmique. Ceci fixe des limites supérieures sur le nombre d'antiprotons qui pourraient être produits des manières exotiques, comme à partir de l'annihilation des particules supersymmetric de la matière foncée du dans la galaxie ou de l'évaporation des trous noirs primordiaux ceci fournit également une limite inférieure sur la vie d'antiproton d'environ 1-10 millions d'ans. Depuis le temps d'entreposage galactique des antiprotons a lieu environ 10 millions d'ans, une vie intrinsèque d'affaiblissement modifierait le temps de séjour galactique et tordrait l'éventail des antiprotons de rayon cosmique. C'est plus rigoureux que les meilleures mesures de laboratoire de la vie d'antiproton : collaboration du LEAR de

à CERN : d'Antihydrogen de

de 0.08 an

parquant le piège de Gabrielse et autres : collaboration d'APEX de

de 0.28 an

au Fermilab : 50.000 an pour

\ barre {} de p \ rightarrow \ mu^- X

et 300.000 ans pour l'e^- de

\ barre {p} \ rightarrow \ gamma

Les propriétés de l'antiproton sont prévues par la symétrie CPT à lier exactement à ceux du proton. En particulier, la symétrie de CPT prévoit la masse et la vie de l'antiproton pour être identique que ceux du proton, et le moment de charge et magnétique électrique de l'antiproton à être opposé dans le signe et l'égale dans la grandeur à ceux du proton. La symétrie de CPT est une conséquence de base de la théorie des champs de Quantum et aucune violation de elle n'a été jamais détectée.

La liste de détection récente de rayon cosmique d'antiproton expérimente

BESS : expérience ballon-soutenue, pilotée en 1993, 1995, et 1997. CAPRICES de
: expérience ballon-soutenue, pilotée en 1994. * La CHALEUR : expérience ballon-soutenue, pilotée aux 2000. AMS de
: l'expérience basée dans l'espace, prototype piloté sur la navette spatiale en 1998, a prévu pour la Station Spatiale Internationale mais pas encore lancé. PAMELA de
: expérience satellite pour détecter les rayonnements et l'antimatière de l'espace, lancé le juin 2006.

Utilisations

Des antiprotons sont par habitude produits au Fermilab pour des opérations de physique de collider dans le Tevatron , où ils sont heurtés des protons. L'utilisation des antiprotons tient compte d'une énergie moyenne plus élevée des collisions entre les Quarks et les antiquarks qu'être possible dans des collisions de proton-proton. C'est parce que les quarks de la valence de dans le proton, et les antiquarks de valence dans l'antiproton, tendent à porter la plus grande fraction de l'élan de proton ou d'antiproton.

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