Warum tritt Paarvernichtung mit Teilchen und nur ihrem passenden Antiteilchen auf? ZB Elektronen und Positronen, aber nicht Protonen und Positronen? Was ist der Unterschied?
Wir (Physiker) glauben, dass der Grund folgender ist: bekannte Symmetrien und Erhaltungssätze. Beispielsweise würde die gegenseitige Vernichtung eines Protons und eines Positrons entfernt Ladungseinheiten aus dem Universum. Dies verstößt gegen das Ladungserhaltungsprinzip, das sich aus der Anwendung des Noether-Theorems auf die globale Eichsymmetrie des klassischen elektrodynamischen Lagrangians ergibt, wie in der Antwort von QMechanic auf die Frage "Noether-Theorem und klassischer Beweis der elektrischen Ladungserhaltung" erörtert . . Andere ähnliche Erhaltungsgesetze sind die Erhaltung von Farbladungen in QCD, die Erhaltung der Leptonzahl, der Baryonzahl (Quarkzahl) und so weiter. Ihre vorgeschlagene Reaktion würde auch die Erhaltung der Leptonzahl verletzen.
Aber letztendlich ist die Antwort einfach ein experimenteller Beweis, dh gegenseitige Vernichtung findet experimentell einfach nicht statt, es sei denn zwischen Antiteilchen. Das Versäumnis, bestimmte Reaktionen zu beobachten, hat die theoretischen Physiker dazu veranlasst, Lagrange-Operatoren mit verschiedenen kontinuierlichen Symmetrien als Symmetrien (und damit durch Noethers Theorem Noether-Ladungserhaltungen (dh Quantenzahl) ) sowie den Begriff des Antiteilchens selbst zu definieren als eine Möglichkeit, unser Wissen über experimentelle Teilchenwechselwirkungsbeobachtungen zu organisieren. Die obigen theoretischen Gründe sind einfach ausreichendBedingungen, die unsere Beobachtungen erklären würden, aber sie sind keine notwendigen Bedingungen. Es ist einfach so, dass unsere Theorien bisher mit dem Experiment übereinstimmen und wir daher keinen Grund haben zu glauben, dass sie falsch sind.
zzz
Alfred Centauri