Antimateeria

Antimateeria on antiosakestest koosnev mateeria, mis annihileerub kokkupuutel mateeriaga. Antiosakesteks võivad olla näiteks elektroni ja prootoni asemel positron ja antiprooton ning nende elektrilised laengud on vastupidised tavaosakese omast. Antiosakeste tähistamisel lisatakse tavaliselt nende sümboli kohale horisontaalne joon.
Ülal tabelis on esimese kolme tulba osakestel antiosakesest versioon. Nende lagunemisel vabanev energia on nurgas näha ja erinevust ei paista osakese ja antiosakese energia sisalduse vahel. Järjepideva erinevusena on antiosakestel vastaslaeng.
Antiprootonid ja antineutronid sisaldavad samu kvarke nagu nende tavaversioonid kuid kõik kvargid on oma antiosakesest versioonid.
Mesonid sisaldavad kvarki ja antikvarki ning antimesonite puhul vahetub antiosakese rollis olev kvark. Võib-olla seoses koostisega on mesonite säilivusaeg tüüpiliselt kuni 1 sajamiljondik sekundist.
Antiosakesi tekib kiiretel kokkupõrgetel kiirendites ja ka mujal universumis. Antimateeria teke on kosmoses tuvastatav gamma kiirguse mõõtmisega, mis tekib annihilatsiooni käigus. Väikeses koguses võib antiosakesi tekkida radioaktiivsel lagunemisel nagu näiteks positronid beeta lagunemisel või aatomi kokkupõrkel gamma kiirguse kvandiga. Äikesepilvede juures paistab ka positronide teket, mis võisid tekkida tugeva elektrivälja poolse kiirendamise ja kokkupõrgete tagajärjel.
Antivesiniku tootmisel kogutakse magentväljaga piiratud ruumi aeglustades neid eelnevalt magnetvälja ja fooliumiga ning saates neid läbi positrone sisaldava gaasi tekib veidi antivesiniku aatomeid kuid need jõuavad tavaliselt mõne mikrosekundiga seina vastu lennata ja laguneda. 2010. aasta rekord antivesiniku säilitamisel oli kuuendik sekundit ja 2011. rekord 17 minutit.
Annihilatsiooni käigus võib 1 kg antimateeria ja 1 kg mateeria lagunemisel vabaneda 43 megatonni TNT energia ehk veidi vähem seni võimsaimast inimeste korraldatud plahvatusest (50 megatonni). Samas kulub tänapäevase tootmiskiirusega umbes 100 miljardit aastat 1 grammi antimateeria tootmiseks.
Annihilatsioon tekitab teadaolevalt ainult gammakiirgust positronide ja elektronide lagunemisel ning ligikaudu 100% massist peaks energiaks muutuma.
Suuremate antiosakeste nagu antiprootonite annihilatsioonil vabaneb massist vähem energiat.
Sellisel juhul tekib palju mesoneid ning leptoneid. Umbes 75% energiast läheks neutriinode moodustamisele, mis võivad ka planeedist takistuseta läbi minna, vähendades massist vabanenud kasutatava energia protsenti.

Antiprootonite tekkeks on vaja energiat, mis oleks temperatuurina võrreldav ~10 triljoni K kraadiga. CERN toodab neid kiirendades prootoneid 26 GeV energiani ja põrgatades neid kokku iriidiumi (tihedusega teisel kohal element) vardaga.
Positroni annihilatsioon paistab kõige ettearvatuma reaktsioonina põhjustades elektroniga kohtudes vähemalt 2 (3 on ka tavaline) gamma kiirguse kvandi vabanemist ja mõlemas kvandis oleks kahe tekkiva kvandi puhul 0,511 MeV energiat, mis eksisteeris algselt positroni või elektroni massina. Samas suurendab nende osakeste eelnev kineetiline energia annihilatsiooniga vabaneva energia hulka ning võib tekkida mesoneid või bosoneid. Näiteks raskeima osakesena on positroni-elektroni kokkupõrgetega loodud W bosonite (80 GeV) paari või Z boson (91 GeV) ning kumbki W boson on seejuures massiivsem raua aatomist.
0,511 MeV on nende massiks paigal olles kuid kiirendades lisandub energiat ning mass ja energia paistavad sama asja eri külgedena. Kuna kiirendites saab kergetest osakestest raskemaid luua, siis on neid pikalt kasutatud uute raskemate ja lühiajaliselt säilivate keemiliste elementide loomisel, mida looduses ei leidu ning ka antimateeria annihilatsioonil vabanevat energiat saab nähtavasti lisakiirendusega suurendada.