Identifizierung von Partikeln und Antipartikeln

Ja, bis zu einem gewissen Grad. Sobald Sie ausgewählt haben, welches Elektron oder Positron als normales Teilchen betrachtet werden soll, ist Ihre Wahl für die anderen Leptonen aufgrund der Neutrinomischung festgelegt. In ähnlicher Weise legt die Auswahl eines Quarks als normales Teilchen die Wahl für die anderen Geschmacksrichtungen und Farben von Quarks fest. Aber ich kann mir keinen Grund innerhalb des Standardmodells vorstellen, der von Ihnen verlangt, entsprechende Entscheidungen für Leptonen und Quarks zu treffen.

In Bezug auf Teilchen können Sie sich das so vorstellen: Angenommen, Sie wählen zunächst das Elektron als Teilchen und das Positron als Antiteilchen. Man kann dann Elektron-Neutrinos und Elektron-Antineutrinos unterscheiden, denn bei schwachen Zerfallsprozessen entsteht immer ein Elektron mit einem Antineutrino und ein Positron mit einem normalen Neutrino. Dann können Sie aufgrund der Neutrino-Oszillationen die anderen beiden Arten von Neutrinos, die mit Elektron-Antineutrinos oszillieren, selbst als Antineutrinos identifizieren, und Sie können wiederum das Myon und das Tau-Lepton aus der Produktion identifizieren, die mit ihren entsprechenden Antineutrinos verbunden sind.

In Bezug auf QFT ist die relevante (fast) Erhaltungsgröße die " Ladungsparität ", der Eigenwert der Kombination von Operatoren$\mathcal{CP}$.

Identifizierung von Partikeln und Antipartikeln

Gute Frage. Es ist schön zu sehen, wie jemand über Physik nachdenkt. Schade, dass es eine alte Frage ist, aber hey ho, für Physik ist es nie zu spät.

Die Identifizierung eines Elektrons als Teilchen und des Positrons als Antiteilchen ist eine Frage der Konvention. Wir sehen viele Elektronen um uns herum, also werden sie zu normalen Teilchen und die seltenen und ungewöhnlichen Positronen werden zu Antiteilchen.

Ja. Es ist eine Sache der Konvention. Keine Frage der Partikeleigenschaften. Denken Sie an eine 2 x 2-Tabelle und listen Sie die Eigenschaften des Elektrons, des Positrons, des Antiprotons und des Protons auf.

Meine Frage ist, wenn Sie die Wahl des Elektrons und Positrons als Teilchen und Antiteilchen getroffen haben, identifiziert dies automatisch jedes andere Teilchen (jedes andere Fermion?) als normal oder anti?

Nein. Es sei denn, Sie betreiben Physik "nach Konvention", anstatt sich die harten wissenschaftlichen Beweise anzusehen.

Zum Beispiel ist das Proton ein Teilchen, oder besser gesagt die Quarks darin.

Vergiss die Quarks. Wir haben noch nie ein freies Quark gesehen:

_{Bildnachweis CSIRO, siehe The Big Bang & the Standard Model of the Universe}

Bleiben wir bei harten wissenschaftlichen Beweisen. Konzentrieren wir uns auf die vier stabilen massiven Teilchen. Eines davon ist das Proton.

Können wir, indem wir die Wechselwirkungen eines Elektrons mit einem Quark innerhalb eines Protons betrachten, etwas finden, zB eine Erhaltungsgröße, die dieses Quark auf natürliche Weise als Teilchen und nicht als Antiteilchen identifiziert?

Nein.

Oder müssen wir auch nur unsere Konvention dahingehend erweitern, dass ein Proton ein Teilchen und kein Antiteilchen ist?

Nein müssen wir nicht. Natürlich könnten wir das, und dann könnten wir über das Mysterium der fehlenden Antimaterie jammern. Wir könnten die Lepton-Asymmetrie unter den Teppich kehren und die Baryon-Asymmetrie bestaunen und sie auf die Titelseiten von Zeitschriften bringen.

Um die Familie zu vervollständigen, denke ich, dass die gleiche Frage für die Neutrinos gelten würde.

Vergiss das Neutrino. Die Leute klassifizieren das Neutrino „nach Konvention“ als Lepton, anstatt sich die harten wissenschaftlichen Beweise anzusehen. Das Neutrino bewegt sich bei c oder so nahe bei c, dass Sie den Unterschied nicht erkennen können. Seine Masse ist so nahe bei Null, dass Sie den Unterschied nicht erkennen können, ebenso wie seine Ladung. Mal sehen, an welches Teilchen erinnert dich das? Ach, das Elektron!

In Bezug auf die Stoßrichtung Ihrer Frage siehe diesen Artikel über Positronium, in dem es heißt: "Es kann in erster Näherung als eine Art leichtes Wasserstoffatom angesehen werden". Positronium ist ein kurzlebiges exotisches Atom , bestehend aus einem Elektron und einem Positron. Wir nennen das Elektron Materie und das Positron Antimaterie. Und Positronium ist wie leichter Wasserstoff. Warum nennen wir Wasserstoff Materie? Werfen Sie diese Konvention weg, und Sie könnten mit Recht sagen, dass das Proton die Antimaterie und das Antiproton die Materie ist, und dann sagen, dass Wasserstoff auch ein exotisches Atom ist. Zumal die Baryonen-Asymmetrie durch die Leptonen-Asymmetrie ausgeglichen wird. Ich denke eher, dass es so etwas wie ein gemischtes Doppel im Tennis ist. Eine Seite würde immer gewinnen und siegte auch. Aber dann nannten wir das Siegerteam die Sache . Und jetzt fragen wir uns, warum die Damen verloren haben, obwohl sie es eigentlich nicht getan haben: