¿La colisión de un neutrón y un antineutrón produce energía?

Siguiendo con esta publicación: Anti-Particle of Neutron , una parte muy importante no tiene respuesta. Si un neutrón choca con un antineutrón, ¿explotará violentamente en un destello de energía? El artículo de Wikipedia sobre esto tampoco arroja luz sobre esto. Sabemos que un protón se sentirá atraído por su antipartícula y creará energía, pero supongo que no hay nada (aparte de una gravedad muy débil) que atraiga a un neutrón hacia su antineutrón. Entonces, si tomo un gas compuesto por neutrones y otro compuesto por antineutrones y los mezclo, ¿no sucederá nada? ¿Dependerá de la densidad?

Además, ¿qué pasa con una estrella de neutrones y una estrella anti-neutrones? Supongo que girarían uno alrededor del otro debido a la gravedad, pero llegaría un momento en que chocarían. ¿Sería la colisión igual o diferente a la colisión de dos estrellas de neutrones?

Sí, un antineutrón se aniquilará con un neutrón, o cualquier otra pieza de materia (sus antiquarks lo harán), produciendo enormes cantidades de energía en forma de rayos gamma. Así es exactamente como WP dice que fue descubierto en 1956. ¿Qué crees que significa su declaración "En cambio, se observan los productos de su aniquilación con materia ordinaria"?
Sí, quise decir fotones.
Creo que el concepto de 'explotar violentamente' es en gran medida una cosa a macroescala. No sé si es una buena manera de imaginar la aniquilación de partículas y antipartículas, no hay analogía con la acumulación de presión que yo sepa.
Un gas de neutrones (o antineutrones) no es algo estático. Es extremadamente enérgico. Los neutrones y antineutrones libres tienen una vida media de ~610 segundos. Consulte physics.stackexchange.com/q/437245/123208

Respuestas (2)

Para la educación, la primera observación de un antineutrón en un haz de antiprotones en Berkley en 1958 .

El haz de antiprotones viene de arriba. Un antiprotón realiza una reacción de intercambio de carga con un protón en reposo en la cámara, lo que da lugar a un par de antineutrones de neutrones, y el antineutrón toma la mayor parte del impulso del antiprotón.

ProtantiProtanti

La estrella que se muestra en el dibujo de la derecha es el antineutrón que se aniquila en un protón en piones (las cargas de los piones no suman cero, por lo que es un protón objetivo).

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carta original en Physical Review.

¡Buenas imágenes! También me gusta 'Para la educación:'

Sí, van a aniquilar. Sucederá más lentamente como una mezcla de gas protón-antiprotón, porque no tienen carga, por lo que nada atrae los neutrones hacia los antineutrones.

La aniquilación no convierte la materia en energía, convierte los pares partícula-antipartícula en fotones. La energía no es materia, es un número lo que asignamos a las partículas.

Una mezcla de gas neutrón y antineutrón creará fotones, neutrinos y antineutrinos.

Aparecerán neutrinos y antineutrinos porque además de la aniquilación también ocurrirán otros procesos. Los neutrones y antineutrones no son partículas elementales, son de 3 quarks o antiquarks, y estos se aniquilan. Los otros dos forman piones, algunos de ellos se descomponen en muones y antimuones antes de aniquilarse en neutrinos y antineutrinos. Los muones se descomponen en electrones, positrones y (anti)neutrinos. Los electrones y los positrones se aniquilan a fotones.

Si los gases son realmente grandes o tienes mucho tiempo para observarlos, entonces también se aniquilarán los neutrinos + antineutrinos, y el resultado serán solo fotones. Pero esto requeriría tamaños y tiempos comparables al Universo visible.

Actualmente no existe una tecnología experimental para crear gas antineutrón estable. Incluso crear gas de neutrones estable es difícil, porque los neutrones no tienen carga, por lo que no hay una manera fácil de atraparlos (tienen un pequeño momento magnético, por lo que los neutrones muy lentos pueden quedar atrapados en campos magnéticos muy fuertes).

La colisión de una estrella de neutrones y antineutrones iniciaría una terrible y fuerte aniquilación. El resultado sería similar a una supernova con un destello de fotones gamma extremo. Es difícil decir cuál sería el resultado. En el Universo no existe una cantidad significativa de antimateria.

Donde escribió "La aniquilación no convierte la materia en energía", ¿quiso decir algo así como "La aniquilación no convierte la materia en energía porque la materia ya está incluida en la energía total del sistema "?
@ChiralAnomaly Traté de decir: X + X ¯ → mi no es correcto, pero X + X ¯ → γ + γ + . . . es correcto. mi es una propiedad de todos los términos de la ecuación, pero no un término en sí mismo.
¿La colisión de un neutrón y un antineutrón produce energía?
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