Antiteilchen

Von Elementarteilchen gibt es im Allgemeinen zwei Formen, die als „Teilchen“ und „Antiteilchen“ bezeichnet werden. Sie haben gleiche Eigenschaften, wie zum Beispiel 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 welche als Antiteilchen gilt, ist eine Frage der Konvention. Die Teilchen, aus denen die Materie in unserem All besteht (Elektron, Proton und Neutron), zählt man zu den „normalen“ Teilchen und ihre Gegenstücke (Positron, Antiproton und Antineutron) zu den Antiteilchen. Antiteilchen können sich auf gleiche Weise 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.