반물질 종류와 특징

 

[현재까지 발견된 반물질]

• 양전자(Positron) : 1932년 칼 앤더슨
• 반양성자(Antiproton) : 1955년 에밀리오 세그레 & 오웰 챔벌린
• 반중성자(Antineutron) : 1956년 블루스 코크 등
• 반수소(Antihydrogen) : 1995년 CERN
• 반헬륨(Antihelium) : 2011년 RHIC(연구소)

 

[반물질 종류]

• 양전자(Positron) : 전자와 질량은 같고 양전하
• 반양성자(Antiproton) : 양성자와 질량은 같고 음전하
• 반중성자(Antineutron) : 전기적으로 중성, 자기모멘트가 중성자와 반대
• 반중성미자(Antineutrino) : 전하는 없지만 스핀 방향이 반대
• 반쿼크(Antiquark) : 각각 대응하는 쿼크와 반대 특성
• 반뮤온(Antimuon)
• 반타우온(Antitauon)
• 반원자 : 반양성자와 반중성자로 이뤄진 핵과 양전자로 구성된 원자, 반수소, 반헬륨 등
• 포지트로늄 : 전자와 양전자로 구성된 특수한 형태의 '원자'

 

[중성자와 반중성자 비교]

구분	중성자	반중성자
질량	동일( 약 1.674927471 × 10^-27 kg)	동일( 약 1.674927471 × 10^-27 kg)
스핀	동일(1/2)	동일(1/2)
순전하	동일(0)	동일(0)
강한 상호작용	동일(강한 핵력에 참여)	동일(강한 핵력에 참여)
수명, 크기	동일	동일
쿼크	두 개의 다운쿼크와 한 개의 업 쿼크(udd)	두 개의 반다운 쿼크와 한 개의 반업 쿼크(-udd)
자기 모멘트	-1.91 µN	+1.91 µN
반응 특성	일반 물질과 안정적으로 상호 작용	일반 물질과 접촉 시 즉시 소멸 반응
베타붕괴	양성자, 전자, 반전자 중성미자로 붕괴	반양성자, 양전자, 전자 중성미자로 붕괴

Antineutron

[헬륨과 반헬륨 비교]

항목	헬륨	반헬륨
질량	동일( 약 4.002602 u)	동일( 약 4.002602 u)
스핀	동일(0의 스핀)	동일(0의 스핀)
구성입자	2개의 양성자, 2개의 중성자, 2개의 전자	2개의 반양성자, 2개의 반중성자, 2개의 양전자
전하	+2e의 양전하	-2e의 음전하
자기 모멘트	핵자들의 자기 모멘트 방향이 반대
반응 특성	일반 물질과 안정적으로 상호 작용	일반 물질과 접촉 시 즉시 소멸 반응

https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-67791-6_2