Antineutron
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Antineutron ($ {\bar {\mathrm {n} }} $) | |
|---|---|
| Klassifikation | |
| Fermion Hadron Baryon | |
| Eigenschaften | |
| Ladung | neutral |
| Masse | 1,008 664 915 95(49)[1] u |
| SpinParität | 1/2− |
| Isospin | 1/2 (z-Komponente +1/2) |
| Wechselwirkungen | stark schwach elektromagnetisch Gravitation |
| Quark-Zusammensetzung | 1 Anti-Up, 2 Anti-Down |
Das Antineutron $ \mathbf {\bar {n}} $ ist im Standardmodell das Antiteilchen des Neutrons. Nach dem Quarkmodell besteht es aus zwei Anti-Down-Quarks und einem Anti-Up-Quark.
Das Antineutron wurde 1956, also ein Jahr nach der Entdeckung des Antiprotons, von Bruce Cork et al. entdeckt. Es hat wie das Neutron eine Masse von etwa 939,6 MeV/c2, ist elektrisch ungeladen mit einem Spin von ½ und ist damit ein Fermion. Die Massen von Neutron und Antineutron sind mit einer Unsicherheit kleiner als (9 ± 5) · 10−5 identisch. Das CPT-Theorem sagt bestimmte Eigenschaften von Teilchen/Antiteilchen voraus, die zum Beispiel mit Hilfe des Antineutrons experimentell getestet werden können.
Antineutronen können zum Beispiel bei der Annihilation von beschleunigten hochenergetischen Elektronen und Positronen erzeugt werden: $ \mathrm {e} ^{+}\mathrm {e} ^{-}\to \mathrm {n} {\bar {\mathrm {n} }} $
Obwohl das Antineutron die gleiche elektrische Ladung und den gleichen Spin hat wie das Neutron, ist es ein anderes Teilchen, da es aus Antiquarks zusammengesetzt ist. Das freie Antineutron zerfällt zu einem Antiproton, einem Positron und einem Elektron-Neutrino, während das freie Neutron zu einem Proton, einem Elektron und einem Elektron-Antineutrino zerfällt. Die Lebensdauer und das gyromagnetische Verhältnis des freien Antineutrons wurden bislang noch nicht experimentell bestimmt. Nach dem CPT-Theorem müssen theoretisch die Lebensdauern von $ \mathbf {n} $ und $ \mathbf {\bar {n}} $ übereinstimmen und das gyromagnetische Verhältnis des Antineutrons den negativen Wert des gyromagnetischen Verhältnisses des Neutrons haben.
Die experimentelle Suche nach Neutron-Antineutron-Oszillationen wird als weiterer Test der Quarktheorie angesehen. Im Vakuum fluktuiere das freie Neutron zum Antineutron mit einer Zeitkonstante größer als 2,7 · 108 Sekunden (knapp 10 Jahre)[2]. Neutron-Antineutron-Oszillationen wurden theoretisch vorgeschlagen und setzen einen noch unentdeckten Prozess voraus, der die Baryonenzahlerhaltung verletzt.[3][4][5]
Einzelnachweise
- ↑ CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 8. Juli 2019. Wert für die Neutronenmasse in u. Die eingeklammerten Ziffern bezeichnen die Unsicherheit in den letzten Stellen des Wertes, diese Unsicherheit ist als geschätzte Standardabweichung des angegebenen Zahlenwertes vom tatsächlichen Wert angegeben.
- ↑ D. G. Phillips II et al.: Neutron-Antineutron Oscillations: Theoretical Status and Experimental Prospects. In: Physics Reports. 612. Jahrgang, 2016, S. 1–45, doi:10.1016/j.physrep.2015.11.001, arxiv:1410.1100v2.
- ↑ R. N. Mohapatra: Neutron-Anti-Neutron Oscillation: Theory and Phenomenology. In: Journal of Physics G. 36. Jahrgang, Nr. 10, 2009, S. 104006, doi:10.1088/0954-3899/36/10/104006, arxiv:0902.0834, bibcode:2009JPhG...36j4006M.
- ↑ C. Giunti: Neutron Oscillations. In: Neutrino Unbound. Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. 19. August 2010. Archiviert vom Original am 27. September 2011. Abgerufen am 19. August 2010.Vorlage:Cite book/Meldung
- ↑ Y. A. Kamyshkov: Neutron → Antineutron Oscillations. In: NNN 2002 Workshop on "Large Detectors for Proton Decay, Supernovae and Atmospheric Neutrinos and Low Energy Neutrinos from High Intensity Beams" at CERN. 16. Januar 2002. Abgerufen am 19. August 2010.
Literatur
- T. Bressani, A. Filippi: Antineutron physics. In: Physics Reports. 383 (4), 213–297 (2003), doi:10.1016/S0370-1573(03)00233-3
