Antineutró

Antineutró

Classificació	antinucleó
Interaccions	força nuclear forta, força nuclear feble, força electromagnètica i gravetat
Antipartícula	neutró
Descoberta	1956
Càrrega elèctrica	0
Espín	0,5
Isoespín	0,5
Número de partícula de Monte Carlo	-2112

L'antineutró és l'antipartícula del neutró,^[1][2] que es representa amb el símbol ${\displaystyle {\bar {\mathrm {n} }}}$.^[3] Es diferencia del neutró només perquè alguna de les seves propietats té igual magnitud però signe oposat.^[4] Té la mateixa massa que el neutró, i no presenta càrrega elèctrica neta, però té un nombre bariònic oposat (+1 en el cas dels neutrons i -1 per als antineutrons).^[5] Això és perquè l'antineutró es compon d'antiquarks, mentre que els neutrons són formats per quarks. En concret, l'antineutró és format per un antiquark u i dos antiquarks d.^[6]

Atès que l'antineutró és elèctricament neutre, no és senzill d'observar-lo directament; però, per contra, els productes de la seva anihilació amb la matèria ordinària són observables. Un antineutró lliure es desintegra generant un antiprotó, un positró i un antineutrí^[6] en un procés anàleg al de la desintegració beta dels neutrons.

L'antineutró va ser descobert l'any 1956 per un equip format per Bruce Cork, Glen Lambertson, Oreste Piccioni i William Wenzel,^[7][8] amb el Bevatron, un potent^[9] accelerador de partícules del Laboratori Nacional Lawrence de Berkeley de Califòrnia. La descoberta es va fer fent passar un feix d'antiprotons a través de matèria,^[6] l'antiprotó havia estat descobert al mateix laboratori un any abans, el 1955.^[10]

Malgrat les seves característiques comunes, el neutró i l'antineutró són efectivament partícules diferents, ja que aquesta última està composta per antiquarks (dos antiquarks inferiors i un antiquark superior) i té un nombre bariònic igual a -1 (mentre que el neutró en té un igual a +1).^[11]

El moment magnètic de l'antineutró és oposat al del neutró. És de +1,91 µ_N per a l'antineutró mentre que és -1,91 µ_N per al neutró (relatiu a la direcció de l'espín). Aquí el µ_N és el magnetó nuclear.^[12][13]

Un antineutró es desintegra en un antiprotó, un positró i un neutrí^[11] amb la mateixa vida útil que un neutró, aproximadament 885 s.^[11]

${\displaystyle {\overline {n}}\rightarrow {\overline {p}}+e^{+}+\nu }$

• Durant la col·lisió (d'alta energia) entre dos protons, es pot crear un antineutró, acompanyat d'un altre protó i un π⁻ (pion).^[14] Aquestes 3 noves partícules procedeixen de la «materialització» de part de l'energia cinètica dels 2 protons inicials.

${\displaystyle p+p\rightarrow p+p+p+\pi ^{-}+{\overline {n}}}$

• L'antineutró es pot aniquilar amb un protó per donar dos fondes π+ i una fonda π-.^[14]

${\displaystyle {\overline {n}}+p\rightarrow \pi ^{+}+\pi ^{-}+\pi ^{+}}$

Algunes teories prediuen l'existència d'una oscil·lació neutró-antineutró, igual que hi ha una oscil·lació entre sabors de neutrins.^[15] No obstant això, aquesta oscil·lació mai no s'ha observat i una teoria d'aquest tipus implicaria una violació de la conservació del nombre bariònic (principi segons el qual la suma dels nombres bariònics de totes les partícules inicials és la mateixa que per a totes les partícules després de la interacció).

Encara que l'antineutró té la mateixa càrrega elèctrica i espín que el neutró, és una partícula diferent perquè està composta d'antiquarks. L'antineutró lliure es desintegra en un antiprotó, un postró i un neutrí electrònic, mentre que el neutró lliure es desintegra en un prototró, un electró i un antineutrí electrònic. La vida útil i la relació giromagnètica de l'antineutró lliure encara no s'han determinat experimentalment, la seva demostració experimental no és fàcil.^[16] Segons el teorema CPT, teòricament les vides de n i n han de coincidir i la relació giromagnètica de l'antineutró ha de tenir el valor negatiu de la relació giromagnètica del neutró.

• Antimatèria
• Antiprotó
• Protó