Antiteilchen

Jede Art von Elementarteilchen existiert, soweit bekannt, in zwei Formen, als ‚normales‘ und als Antiteilchen, die allerdings identisch sein können. Dabei besteht, soweit bekannt, vollständige Symmetrie: Das Antiteilchen des Antiteilchens ist wieder das ursprüngliche Teilchen. Beispielsweise ist das Positron das Antiteilchen des normalen Elektrons und umgekehrt. Masse, Lebensdauer und Spin eines Teilchens und seines Antiteilchens sind gleich, ebenfalls Art und Stärke ihrer Wechselwirkungen. Hingegen sind elektrische Ladung, magnetisches Moment und alle ladungsartigen Quantenzahlen entgegengesetzt gleich. So hat das Elektron die Leptonenzahl 1, das Positron −1. Die Parität von Teilchen und Antiteilchen ist gleich bei Bosonen, entgegengesetzt bei Fermionen. Teilchen, deren ladungsartige Quantenzahlen sämtlich Null sind, sind ihre eigenen 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.