Antineutrón

El antineutrón es la antipartícula del neutrón y su símbolo es n. Fue descubierto por Bruce Cork en el año 1956, un año después que el antiprotón, en un experimento realizado en el Bevatron (Lawrence Berkeley National Laboratory), California, (EE. UU.) que llevaba a cabo colisiones protón–protón. Se diferencia del neutrón sólo en que algunas de sus propiedades poseen igual magnitud pero de signo contrario. Un antineutrón tiene la misma masa que un neutrón, y ninguna carga eléctrica neta pero tiene un número bariónico opuesto (+1 para el neutrón, −1 para el antineutrón). Esto se debe a que está compuesto de antiquarks mientras que el neutrón está compuesto de quarks. Particularmente, el antineutrón consiste en dos antiquarks down y un antiquark up.

Antineutrón
Estructura de quarks de un antineutrón.
Clasificación	Antibarión
Composición	1 antiquark up, 2 antiquarks down
Familia	Fermión
Grupo	Hadrón
Interacción	Gravedad, Débil, Nuclear fuerte o Electromagnética
Antipartícula	Neutrón
Descubierta	Bruce Cork (1956)
Masa	939,565 560(81) MeV/c2
Carga eléctrica	0
Momento magnético	+1.91 µN
Espín	1⁄2
Número bariónico	-1
Isospín	1⁄2

Puesto que el antineutrón es eléctricamente neutro, no puede ser observado directamente con facilidad. En cambio, los productos de su aniquilación con la materia, sí. En teoría, un antineutrón libre debería decaer en un antiprotón, un positrón y un neutrino en un proceso análogo al decaimiento beta de un neutrón libre. Existen propuestas teóricas en las que se mencionan que podría existir una oscilación neutrón-antineutrón, un proceso que sólo podría ocurrir si existiera un proceso físico aún no descubierto por medio del cual se podría violar la conservación del número bariónico.​​​

Momento magnético

El momento magnético del antineutrón es opuesto al del neutrón. Es de +1,91 µ_N para el antineutrón mientras que es -1,91 µ_N para el neutrón (relativo a la dirección del spin). Aquí el µ_N es el magnetón nuclear.​

Desintegración

Un antineutrón se desintegra en un antiprotón, un positrón y un neutrino​ con la misma vida útil que un neutrón, aproximadamente 885 s.​

${\overline {n}}\rightarrow {\overline {p}}+e^{+}+\nu$

Creación y aniquilación

• Durante la colisión (de alta energía) entre dos protones, se puede crear un antineutrón, acompañado de otro protón y un π⁻ (pion).​ Estas 3 nuevas partículas proceden de la “materialización” de parte de la energía cinética de los 2 protones iniciales.

$p+p\rightarrow p+p+p+\pi ^{-}+{\overline {n}}$

• El antineutrón puede aniquilarse con un protón para dar dos mesones π+ y un mesón π-.​

${\overline {n}}+p\rightarrow \pi ^{+}+\pi ^{-}+\pi ^{+}$

Posible oscilación neutrón-antineutrón

Algunas teorías predicen la existencia de una oscilación neutrón-antineutrón, al igual que existe una oscilación entre sabores de neutrinos.​ Sin embargo, tal oscilación nunca se ha observado y una teoría de este tipo implicaría una violación de la conservación del número bariónico (principio según el cual la suma de los números bariónicos de todas las partículas iniciales es la misma que para todas las partículas después de la interacción).

Propiedades

Aunque el antineutrón tiene la misma carga eléctrica y espín que el neutrón, es una partícula diferente porque está compuesta de antiquarks. El antineutrón libre se desintegra en un antiprotón, un positrón y un neutrino electrónico, mientras que el neutrón libre se desintegra en un protón, un electrón y un antineutrino electrónico. La vida útil y la relación giromagnética del antineutrón libre aún no se han determinado experimentalmente. Según el teorema CPT, teóricamente las vidas de n y n̄ deben coincidir y la relación giromagnética del antineutrón debe tener el valor negativo de la relación giromagnética del neutrón.

Véase también

Partículas: izquierda, de arriba abajo: electrón, protón, neutrón.
Antipartículas: derecha, de arriba abajo: positrón, antiprotón, antineutrón.

• Antimateria
• Antipartícula
• Neutrón
• Nucleón, Partícula subatómica
• Fermión
• Leptón
• Momento magnético del neutrón
• Tabla de partículas

Bibliografía

• Feynman, R. P. (1987). «The reason for antiparticles». En R. P. Feynman; S. Weinberg, eds. The 1986 Dirac memorial lectures. Cambridge University Press. ISBN 0-521-34000-4. (requiere registro). 
• Weinberg, S. (1995). The Quantum Theory of Fields, Volume 1: Foundations. Cambridge University Press. ISBN 0-521-55001-7. 
• G. Fraser (18. 5. 2000). Antimatter: The Ultimate Mirror. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-65252-0. 
• Schmidt, G.R.; Gerrish, H.P.; Martin, J.J.; Smith, G.A.; Meyer, K.J. «Antimatter Production for Near-term Propulsion Applications». Archivado desde el original el 6. 3. 2007. 

Enlaces externos

• Particle Data Group: Tablas sumarias (en inglés)
• Supresión de la oscilación neutrón-antineutrón en el núcleo (en inglés)
• "Es el Antineutrón igual al Neutrón? (en inglés)" explica las diferencias entre el antineutrón y el neutrón aunque tengan la misma carga eléctrica.

• Datos: Q156530