Номер 2, страница 243 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

2. В чем заключается сходство и различие частицы и античастицы?

В рамках Стандартной модели физики элементарных частиц для каждой частицы существует соответствующая ей античастица — своего рода «зеркальный двойник». Концепция антиматерии была теоретически предсказана Полем Дираком в 1928 году и вскоре подтверждена экспериментально.

Сходство
Частица и ее античастица имеют одинаковые внутренние свойства, не зависящие от знака заряда:
• Масса: Масса покоя частицы в точности равна массе покоя ее античастицы. Например, масса электрона и масса позитрона (антиэлектрона) идентичны.
• Спин: Они обладают одинаковым значением спина — собственного момента импульса частицы.
• Время жизни: Если частица нестабильна и распадается, то ее античастица имеет точно такое же среднее время жизни.

Различие
Главные различия между частицей и античастицей заключаются в противоположных знаках их аддитивных квантовых чисел:
• Электрический заряд: Если частица имеет электрический заряд, то ее античастица обладает зарядом той же величины, но противоположного знака. Например, протон заряжен положительно ($+e$), а антипротон — отрицательно ($-e$).
• Другие «заряды»: Все остальные аддитивные квантовые числа (также называемые «зарядами» в широком смысле) у античастицы противоположны по знаку. К ним относятся барионное число (у протона +1, у антипротона –1), лептонное число (у электрона +1, у позитрона –1), странность, очарование и другие.
• Магнитный момент: Из-за противоположного заряда, при одинаковой ориентации спинов, векторы их магнитных моментов будут направлены в противоположные стороны.

Важнейшим свойством этой пары является процесс аннигиляции. При столкновении частица и античастица взаимоуничтожаются, а их суммарная масса покоя и кинетическая энергия преобразуются в другие частицы, чаще всего в фотоны высокой энергии (гамма-кванты). Этот процесс описывается формулой Эйнштейна $E=mc^2$. Возможен и обратный процесс — рождение пары, когда из энергии (например, у гамма-кванта) в поле атомного ядра возникает пара частица-античастица.
Некоторые частицы, которые не имеют заряда и других квантовых чисел (например, фотон или Z-бозон), являются истинно нейтральными и тождественны своим античастицам.

Ответ: Сходство частицы и античастицы заключается в их одинаковой массе, спине и (в случае нестабильности) времени жизни. Различие состоит в том, что все их аддитивные квантовые характеристики, такие как электрический заряд, барионное и лептонное числа, имеют противоположные знаки. Ключевое различие проявляется в аннигиляции при их встрече, когда они превращаются в энергию.