反中子

物理学术语

一种基本粒子，质量和其他性质都同中子一样，只是磁性与中子相反。它和一个中子相遇时释放出比核子的聚合反应大得多的能量。反中子是反质子在接近普通质子但还没有同它相合时失去电荷而形成的。

介绍

定义

中子的反粒子。它是1956年发现的。它的磁矩对于其自旋是反号的。反中子与核子相碰可湮没为π介子。

夸克结构：

中子（n）：由一个上夸克（u ，带电量 +2/3），两个下夸克（d，带电量 -1/3）组成

反中子（n bar）: 由一个反上夸克（u bar，带电量 -2/3），两个反下夸克（d bar，带电量 +1/3）组成。

反中子不带电但有磁矩，数值为 - 1.91280 核磁子，负号表明同自旋方向相反. 反中子与中子的区别是，反中子（n）的磁矩是正的，即反中子的磁矩与自旋同方向。

原理

普通中子的静止能量几乎等于中子的静止能量，中子不带电，但具有磁矩和力矩(自旋)，而且我们早就知道一切中子，他们的自旋方向与其磁矩的方向相反。按照狄拉克理论，与具有正能的中子并存的，还存在着具有负能的中子，他们均匀地填满了，对他们来说，一切可能的能带，因而我们也观察不到反中子。

如果一个中子获得了足够的能量，它便能跃迁到正能带中，表现得如同普通的中子一样。这样，在负能带中形成了一个“空穴”，表现得如同一个与中子有相同质量并具有正能的粒子。缺少了一个自旋方向与磁矩方向相反的中子，乃显现为产生了一个自旋与磁矩方向一致的中子。此种“空穴”便是反中子。反中子与普通中子相遇后，两者本身湮灭了，变出来具有大能量的介子。如图1所示

反物质理论

早在1928年，狄拉克便预言了反质子的存在，但证实它的存在却花了20多年的时间。根据狄拉克的理论，反质子的质量与质子相同，所带电荷相反，质子与反质子成对出现或湮没，用两个普通的质子碰撞便可获得反质子，但反质子的产生阈能为6.8GeV。1954年，在加利福尼亚大学的劳伦斯辐射实验室，建成了64亿电子伏的质子同步稳相加速器，这为寻找反粒子提供了条件。1955年，张伯伦和塞格雷用上述加速器证实了前一年人们所观测的反质子的存在。由于反质子出现的机会极少，大约每1000亿高能质子的碰撞，才能产生数量很少的反质子，因而证实反质子的存在极为困难。1955年他们这个实验小组测到60个反质子。由于偶然符合本底不大，记数系统虽不算好，但较为可信。

不久他们又发现反中子。尽管高能粒子打靶时也能产生反中子，但是由于反中子不带电，更难从其他粒子中鉴别出来。他们是利用反质子与原子核碰撞，反质子把自己的负电荷交给质子，或由质子处取得正电荷，这样，质子变成了中子，而反质子则变成了反中子。

发现过程

反中子是由四个美国物理学家一一考尔克，朗具尔特森，麦琼和万采尔—用发现反质子的那一套设备，利用反质子的过分充电现象所发现的。反质子射束(每小时800一600个反质子)穿过液体的闪烁补数器A（如下图2所示），此计数器中装满了在甲苯中的联三苯的溶液。在溶液中，一部份反质子和质子作用“湮没了”，但也有一些反质子(大约03%)将其电荷给予了质子而自己变为反中子。

所产生的反中子进入一个由铅玻璃做成的切尔科夫计数器B，在计数器内，反中子与普通的中子起湮没作用而得到介子的星芒。

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