Gibt es eine Möglichkeit, Materie ohne die Verwendung von Antimaterie zu vernichten?

Die Definition eines Antiteilchens ist davon abhängig, dass die Teilchen die entgegengesetzten Quantenzahlen haben, damit sie vernichten können, dh die Summe der erhaltenen Quantenzahlen Null ist. Daher ist die Antwort von @mpv ausreichend.

Die Implikation Ihrer Frage lautet dann: Ist die Erhaltung der Baryonenzahl ein strenges Gesetz oder ein aufstrebendes Gesetz, das mit einer geringen Wahrscheinlichkeit verletzt werden kann?

Es gibt Modelle, bei denen Protonen je nach Modell mit sehr langer Lebensdauer zerfallen können. zum Beispiel von einem Modell

also würde man aus diesem Zerfall zwei Photonen und ein Elektron bekommen.

Aus dem Feynman-Graphen ist nun ersichtlich, dass es sich um ein Quark handelt, das verschwindet. Die Frage betrifft jedoch das Verschwinden eines Protons. Man sieht aus dem Diagramm, wenn man es von oben nach unten und von rechts nach links liest, dass wenn man an streut$\mathrm e^-$auf einem Proton besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass das Proton verschwindet und a$\pi_0$wird sich manifestieren und in zwei Photonen zerfallen. (Ein drittes Teilchen sollte beteiligt sein, um a zu erhalten$\pi_0$wegen Impulserhaltung würde man sonst zwei Quarkjets bekommen, vielleicht einen zweiten$\pi_0$)

Dies kann also eine Vernichtung eines Protons in Photonen mit dem Auftreten von mindestens zwei Pionen sein. Es erhält Ladung (oder BL-Quantenzahlen).

Die Grenzen des Protonenzerfalls werden mit jedem Experiment immer weiter verschoben, und daher wird diese Umkehrreaktion eine so geringe Wahrscheinlichkeit haben, dass man sie nicht im Labor durchführen und auf Ergebnisse warten kann.

Ich gehe davon aus, dass Sie mit "Energie" Photonen meinen. Sie wollen also Protonen in Photonen umwandeln.

Es ist nicht möglich. Es würde mehrere Erhaltungssätze verletzen - hauptsächlich die Ladungserhaltung (Protonen sind positiv geladen), aber auch die Erhaltung der Baryonenzahl.

Das Antiteilchen ist notwendig, um diese Quantenladungen aufzuheben, um den Übergang zu ermöglichen.

Ich habe gerade hier angefangen, also habe ich nicht den Repräsentanten. zu kommentieren, und ich habe nicht die Zeit für eine vollständige Antwort, aber die in den obigen Kommentaren erwähnte Idee des Schwarzen Lochs ist eine gute Antwort. Siehe zum Beispiel http://arxiv.org/abs/0908.1803v1 und How would a black hole power plant work?

Ein Proton hat eine positive Ladung, daher ist es durch Ladungserhaltung nicht möglich, ein Proton auf ungeladene Strahlungsteilchen wie Photonen zu reduzieren (vorausgesetzt, Sie meinen das mit "reiner Energie"). Aufgrund der Invarianz der Eichung ist die Ladungserhaltung wahrscheinlich gut in der gesamten zukünftigen Physik, aber wir können uns dessen nicht ganz sicher sein.

Es ist möglich, dass ein geladenes masseloses Teilchen entdeckt wird, aber das scheint unwahrscheinlich. Wenn ein solches Teilchen existierte, könnte ein Proton darauf zerfallen, und Sie könnten das als "reine Energie" betrachten.

Wenn wir das "Beispiel" eines Protons ignorieren und die ursprüngliche Frage betrachten, lautet die Antwort, dass es möglich sein kann, ein Atom in Photonen zu reduzieren, aber dies ist sehr schwierig, da es gegen die Erhaltung der Baryonenzahl verstößt. Dies wurde nie beobachtet, aber es gibt eine Theorie, die uns sagt, dass eine Nichterhaltung der Baryonenzahl im Standardmodell unter Verwendung von nicht-störenden Effekten möglich ist. Es kann auch möglich sein, die Baryonenzahl zu verletzen, indem man über die Standardmodellphysik hinausgeht oder Materie in ein Schwarzes Loch wirft und Hawking-Strahlung zurückgewinnt. Es ist nicht möglich, die Ladungserhaltung auf diese Weise zu verletzen (nach unseren besten Theorien), aber es sollte möglich sein, die Baryonenzahlerhaltung zu verletzen (es sei denn, es gibt einen versteckten unbekannten Grund, warum dies nicht möglich ist). Dasselbe gilt für die Leptonenzahl für Elektronen.

Nach unserem derzeitigen Wissensstand ist es also wahrscheinlich prinzipiell möglich, ein ungeladenes Atom zu Photonen zu reduzieren, aber wir haben keine experimentellen Beweise, die diese Behauptung stützen, und es ist unwahrscheinlich, dass wir dies aufgrund der niedrigen Rate von Baryonen und in der Praxis jemals tun können Leptonenzahlverletzungen in allen bekannten Theorien.

Einige Theorien über den Endzustand des Universums (wie die konforme Kosmologie von Penrose) gehen davon aus, dass auf sehr sehr langen Zeitskalen alle Materie auf diese Weise zu Photonen reduziert wird und diese ihre Energie verlieren, wenn sich das Universum ausdehnt, sodass nur noch dunkle Energie (ausgeglichen durch eine entgegengesetzte Menge negativer Gravitationsenergie) bleibt.

Die einfache Antwort auf die Hauptfrage lautet: Ja . Es gibt zwei Möglichkeiten, Materie zu vernichten, ohne Antimaterie zu verwenden. Das eine heißt Spaltung, das andere Fusion. Obwohl bei beiden Prozessen nur ein Teil der Materie in Energie umgewandelt wird, steht die Effizienz der „Vernichtung“ nicht im Vordergrund. Wenn eine 100%ige Vernichtung erforderlich ist , wird dies nur durch Antimaterie erreicht.

Beachten Sie, dass dies möglich ist, selbst wenn wir uns darauf beschränken, in den strengen Bereichen des Standardmodells zu bleiben. Beispielsweise ist das Deuteron als instabil bekannt, es zerfällt durch Instanton-Tunneln in ein Positron und ein Anti-Myon-Neutrino (oder ein Anti-Myon- und Anti-Elektron-Neutrino). Die Lebensdauer von Deuteron würde etwa 10^(218) Jahre betragen, wenn dieser Prozess des Standardmodells der einzige Prozess wäre, der zu seinem Zerfall beiträgt.