玻色子有反粒子吗?

时间:2021-10-20 11:25:20   作者:

基本粒子


我们只研究基本粒子,其中玻色子是自然界中基本力的介质,玻色子是电中性的,这使得很多人得出结论,它们是自己的反粒子。这对于光子是正确的,它是电磁力的介质。但这并不普遍。

首先,并不是所有玻色子——甚至基本粒子——都是电中性的。例如,W +玻色子和W−玻色子是弱力的三种介质中的两种,并且是带电荷的,两者的电荷是相反的。而且,一个是另一个的反粒子。

第二,即使是带电荷的玻色子也会有不属于自己的反粒子。电荷是一个比电荷定义更宽泛的量。电荷与电磁力及其相关的规范群U(1)有关。

但是,其他的力量与其他的标准团体相关联。例如,强相互作用是SU(3)。组成模型的不同规范群(就像粒子物理的标准模型)允许不同种类的电荷,每一种都与特定的规范群相关联。SU(3)比U(1)有更丰富更复杂的结构它允许我们有三种电荷,我们称之为颜色红色,蓝色,绿色。反电荷(很像电磁学中的负电荷)是抗红、抗蓝、抗绿的。

玻色子有反粒子吗

强作用力的介质是胶子,它们不带电荷。但它们是在SU(3)下带电的,是反色的二重唱,如红抗蓝或红抗红。胶子与反粒子相关联,反粒子并不总是它们自己。例如,颜色为红-反蓝的胶子作为反粒子有另一个电荷为蓝-反蓝的胶子。我们从不称它们为反胶子,因为根据上面的定义,反胶子仍然是胶子。相反,有两种胶子,它们是红色抗红,蓝色抗蓝和绿色抗绿的组合,它们是自己的反粒子。
 

复合粒子和原子


当然,基本粒子可以聚集在一起并形成束缚态,束缚态可以携带整数或半整数自旋,因此分别被认为是玻色子或费米子。这种束缚态不是基本态,因为它们包含不止一个粒子。一个常见的例子是氢原子,它可能是质子和电子之间的结合态。

氢原子是一种玻色子,因为它由两个费米子组成:一个电子和一个质子(它本身由三个夸克组成,它们是基本粒子和费米子)。一个假设的反氢会由一个正电子和一个反质子组成。许多人认为这就是氢原子的“反粒子”。

束缚态的一个更具体的例子是中性介子π0。它是电中性的,它由一个夸克和一个反夸克组成,它是玻色子,它是自己的反粒子。π+、π -也由一个夸克和一个反夸克组成,它们也是玻色子,但其中一个是另一个的反粒子。
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