Antiteilchen

Von Elementarteilchen gibt es im allgemeinen zwei Formen, die als „Teilchen“ und „Antiteilchen“ bezeichnet werden. Sie haben gleiche Eigenschaften, wie zum Beispiel Masse, Masse, Lebensdauer sowie Art und Stärke ihrer Wechselwirkungen. Sie unterscheiden sich voneinander dadurch, dass Elektrische Ladung, magnetisches Moment und einige weitere ladungsartige Quantenzahlen entgegengesetzt gleich sind, d. h. umgekehrtes Vorzeichen haben. Bei Teilchen, deren ladungsartige Quantenzahlen sämtlich Null sind, sind Teilchen und Antiteilchen identisch.

Welche der beiden Formen hierbei als „normales Teilchen“ und was als „Antiteilchen“ gilt, ist im Prinzip eine Frage der Konvention. Die Teilchen, aus denen die Materie in unserem All besteht (Elektronen, Protonen und Neutronen), zählt man zu den „normalen Teilchen“ und ihre Gegenstücke (Positron, Antiproton und Antineutron) zu den Antiteilchen. Wegen der vollkommenen Symmetrie können sich Antiteilchen genauso zu Antimaterie zusammenschließen wie die normalen Teilchen zur normalen Materie.

Treffen ein Teilchen und ein Antiteilchen derselben Teilchenart zusammen, kommt es mit hoher Wahrscheinlichkeit zur Annihilation: Proton und Antiproton vernichten sich zu mehreren Pionen, Elektron und Positron zerstrahlen zu zwei oder drei Photonen. Umgekehrt kann ein Photon in ein Elektron und ein Positron umgewandelt werden, man spricht dabei von Paarbildung.