Атомы водорода и антиводорода

Антивещество — вещество, состоящее из античастиц, т. е. элементарных частиц, имеющих такие же массу, спин и некоторые другие физические характеристики, что и «обычные» частицы, но отличающихся от них знаками электрического, барионного или лептонного зарядов, магнитного момента и т.д. Ядра атомов антивещества состоят из антипротонов и антинейтронов. Роль электронов в атомах антивещества выполняют позитроны. Физические свойства атомов и ядер антивещества (энергии уровней, характерные спектральные линии, энергия связи нуклонов в ядрах и т.д.) должны быть те же, что и у обычных атомов и ядер. В наблюдаемой части Вселенной содержится обычное вещество, антивещества не обнаружено.

Существование античастиц предсказано в 1930 году Полем Дираком (Великобритания). Первая античастица (позитрон) экспериментально обнаружена К. Андерсоном (США) в 1932 году. Вслед за позитроном в космических лучах были открыты пары частиц μ⁺ и μ^–-мезоны, а затем уже на ускорителях π⁺ и π^–-мезоны. В 1955 был открыт антипротон, затем антинейтрон и др. В 1965 году американские физики получили антидейтерий, а в 1969 году группа советских учёных на ускорителе протонов в Серпухове зарегистрировала ядро антигелия-3, состоящее из двух антипротонов и одного антинейтрона. При взаимодействии соответствующих частицы и античастицы происходит аннигиляция — процесс, при котором выделяется энергия, эквивалентная массе покоя этих частиц — 2mc² (m — масса покоя частиц, c — скорость света в вакууме). Энергию уносят рождающиеся при аннигиляции π-мезоны и γ-кванты.