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반중성자

반중성자(antineutron)는 중성자의 반입자(antiparticle)로, 입자물리학에서 실제로 존재가 확인된 개념이다. 기호는 n̄으로 표기한다.

반중성자는 반 업쿼크(anti-up quark) 1개와 반 다운쿼크(anti-down quark) 2개로 구성된 반중입자(antibaryon)에 속하는 입자이다. 전하가 0이고 스핀이 1/2이며, 중입자 수(baryon number)는 -1로 중성자의 +1과 반대이다. 질량은 중성자와 동일하며 약 939.565 MeV/c²이다. 전기적으로 중성이므로 직접 관측이 어렵고, 일반 물질과의 소멸(annihilation) 과정에서 생성되는 산물을 통해 간접적으로 관측된다.

반중성자의 자기 모멘트는 중성자의 것과 크기는 같으나 부호가 반대이다. 중성자의 자기 모멘트가 -1.91μN(핵자기자, nuclear magneton)인 반면, 반중성자는 +1.91μN이다.

반중성자는 1955년 반양성자(antiproton)가 발견된 이듬해인 1956년, 미국 로렌스 버클리 국립연구소의 베바트론(Bevatron) 가속기에서 브루스 코크(Bruce Cork) 연구팀이 양성자-반양성자 충돌 실험을 통해 발견하였다.

이론적으로 자유 상태의 반중성자는 중성자의 베타 붕괴에 대응하는 과정을 통해 반양성자, 양전자, 중성미자로 붕괴할 것으로 예측되며, 자유 상태에서의 평균 수명은 약 878.4초로 알려져 있다. 또한 표준모형을 넘어서는 물리학에서 예측되는 중성자-반중성자 진동(neutron-antineutron oscillation) 현상에 대한 이론적 제안과 이를 탐색하기 위한 실험 계획이 존재한다.

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