Zerfall von Neutron zu Antiproton

Es würde gegen das Gesetz zur Erhaltung der Baryonen verstoßen. Baryonen (Teilchen mit halbzahligem Spin, dh s=1/2, 3/2, 5/2, ..., die durch die starke Kraft wechselwirken) können nicht beliebig erzeugt werden, sondern müssen die gesamte Baryonenzahl erhalten : Protonen und Neutronen beide haben$+1$Baryonenzahl, während ihre Antiteilchen, Antiproton und Antineutron, Baryonenzahlen haben$-1$jeder.

Wenn also das Neutron in ein Antiproton und ein Positron zerfallen würde (plus, nehme ich an, ein Neutrino, um die Leptonzahl zu erhalten ), würde es die Gesamtladung und die Leptonzahl ($-1$für das Positron und$+1$für das Neutrino), aber es würde die Erhaltung der gesamten Baryonenzahl verletzen.

Diese Aussage ist nichts weiter als ein komprimiertes Ergebnis jahrelanger Suche nach solchen Ereignissen, ohne jemals eines zu finden. Warum die Natur die Baryonenzahl erhalten sollte, ist derzeit nicht bekannt. Tatsächlich sagen viele Theorien voraus, dass die Erhaltung der Bayonzahl kein absolutes Gesetz ist, sondern nur ein Nebenprodukt der Physik im Niedrigenergiebereich. Tatsächlich suchen viele Experimente (bisher erfolglos) nach Verletzungen der Erhaltung der Baryonenzahl, insbesondere nach dem freien Zerfall von Protonen. Da Protonen die leichtesten Baryonen sind, könnte ihr Zerfall (wenn überhaupt) in nicht-baryonische Teilchen erfolgen, wodurch die Erhaltung der Baryonenzahl verletzt würde.

Ein Neutron enthält (im Durchschnitt) 1 Up-Quark und 2 Down-Quarks. Der Zerfall zu einem Proton findet statt, wenn ein Down-Quark ein W aussendet$^-$Partikel und verwandelt sich in ein Up-Quark. Dies ergibt ein Proton mit zwei Up-Quarks und einem Down-Quark. Das W$^-$Teilchen zerfällt in ein Elektron und ein Antineutrino.

Ein Antiproton enthält jedoch 2 Up-Antiquarks und 1 Down-Antiquark, was völlig anders ist als 1 Up-Quark und 2 Down-Quarks in einem Neutron. Selbst wenn Antiquarks in Quarks umgewandelt werden könnten (was nicht der Fall ist), würde der Zerfall erfordern, dass sich alle drei Quarks im selben Moment ändern.

Also nein, der von Ihnen beschriebene Zerfall kann nicht auftreten.

Ich bin kein Teilchenphysiker, aber ich verstehe, dass die Baryonenzahl im Standardmodell nicht streng erhalten bleibt. Siehe zB http://en.wikipedia.org/wiki/Baryon_number#Conservation . Und es gibt auch Theorien jenseits des Standardmodells, in denen die Baryonenzahl nicht erhalten bleibt; Beispielsweise scheinen viele Leute zu glauben, dass der Protonenzerfall eine vernünftige Sache ist, die man erwarten und suchen sollte. BL (Baryonenzahl minus Leptonenzahl) wird, AFAIK, als grundsätzlich wahrscheinlicher angesehen, konserviert zu werden. Also, obwohl der Zerfallsprozess$n\rightarrow \bar{p}+e^+$die Erhaltung von B verletzt, ist vielleicht ein grundlegenderer Grund, es nicht zu erwarten, dass es von gehen würde$B-L=1$im Ausgangszustand zu$B-L=-2$im Endzustand.

Laut Wikipedia ist das Antineutron ein Anti-Up und zwei Anti-Downs; es zerfällt tatsächlich genau so, wie die Frage etwas vermuten lässt, zu einem Positron und einem Antiproton (und einem Neutrino).

Die einzige eindeutige Quelle dafür, die ich finden kann ( http://www.in2p3.fr/physique_pour_tous/questions/reponses/antimatiere.htm ), ist auf Französisch; Im Wesentlichen heißt es im relevanten Teil, dass, wenn A zu X, Y und Anti-Z (für ein beliebiges gegebenes A) zerfällt, ein Anti-A mit derselben Halbwertszeit zu Anti-X, Anti-Y und Anti zerfällt -anti-Z (das heißt Z). Es ist jedoch schwieriger zu beobachten, da Antimaterie dazu neigt, auf Materie zu stoßen und sich selbst zu vernichten, bevor sie zerfällt, insbesondere wenn der Zerfall eine so lange Halbwertszeit hat wie ein Neutron.