Svar:
Det här är en mycket intressant fråga.

Jo, det är faktiskt så att kvarken och antikvarken i en meson annihilerar
(förintar) varandra. Det sker när mesonen sönderfaller. Det finns ingen stabil meson.

Exempel 1, den neutrala pi-mesonen (har ingen elektrisk laddning)

Den neutrala pi-mesonen består av en kombination av [u och anti-u] och
[d och anti-d]. För att kunna begripa detta fullt ut, måste man kunna ganska
mycket kvantmekanik. I varje fall finns alla förutsättningar för annihilation,
och det sker också nästan omedelbart med elektromagnetisk växelverkan. Den neutrala pi-mesonen är mycket kortlivad, 10^-16 sekunder.

Exempel 2, den positiva pi-mesonen (har positiv elektrisk laddning)

Den positiva pi-mesonen består av [u och anti-d]. Här har vi två olika sorts
kvarkar och de kan inte annihilera varandra direkt. En tredje partikel måste vara inblandad för att ta hand om den elektriska laddningen (som måste bevaras). Sönderfallet (kvark-annihileringen) sker genom den s.k. "svaga växelverkan" som, eftersom den är så svag, behöver lång tid på sig.
Den positiva pi-mesonen lever 100 miljoner gånger längre än den neutrala.  
/ KS 1998-09-18

Svar:
Hela tiden hoppar det upp kvark-antikvark par som sedan snabbt annihileras
(förintas). Energin som då frigörs, används för att "betala" den energi
som behövdes för att bilda partiklarna. Dessa kvarkar kallas sjökvarkar
(engelska: sea quarks), och utgör ungefär 10% av kvarkinnehållet i en proton.
Alltså, skjuter vi in elektroner i en proton, finner vi att i var tionde
elektron-kvark kollision är en sjökvark inblandad.
/KS 2001-12-03

Svar:
Du har fattat allt rätt. Sluttillståndet måste bevara energi och rörelsemängd.
Från början var energin 0, i sluttillståndet är energin också 0.
Det finns helt enkelt ingen energi över att bilda fotoner med.

Betydelsen av fenomenet är att under den korta tid partiklarna existerar
(man kallar dem virtuella partiklar),
hinner de påverka egenskaperna hos vakuum.
/KS 2002-04-03

Svar:
Ja det kan tyckas konstigt att antipartiklar inte annihilerar varandra, men det finns andra saker som måste bevaras, t.ex. laddning. Låt oss titta på den först upptäckta mesonen, p-mesonen eller pionen.

Den neutrala pionen bestÃ¥r som synes i nedanstÃ¥ende figur av en up-kvark och en anti-up-kvark eller en ner-kvark och en anti-ner kvark (i själva verket är pionen en kombination av dessa). Dessa kan utan problem annihilera precis som en elektron och en positron. Kvar blir bara tvÃ¥ fotoner med hög energi. Eftersom det är en elektromagnetisk process gÃ¥r den mycket snabbt - medellivslängden för p⁰ är 10^-16 sekunder.

De laddade pionerna är kombinationer av en kvark och en anti-kvark av en annan typ. Den negativa pionen bestÃ¥r av en ner-kvark och en anti-upp-kvark. Denna kombination kan inte annihilera eftersom kvark och anti-kvark är av olika typ. Dessutom kan det inte bli bara strÃ¥lning kvar eftersom laddningen mÃ¥ste bevaras. Den negativa pionen mÃ¥ste därför sönderfalla med den svaga växelverkan via den intermediära bosonen W^-. Detta tar mycket längre tid, och jämfört med p⁰ är p^- "nästan stabil" med en livslängd pÃ¥ 10^-8 sekunder. Se vidare Pion.

Såvitt jag förstår kan elektronneutriner annihilera med anti-elektronneutriner men sannolikheten att de skall växelverka är mycket liten.

/Peter E 2008-12-15

Svar:
Hej Thomas!

1 Protonen och antiprotonen är ju sammansatta av kvarkar resp. antikvarkar. Till skillnad från elektron/positron så annihileras inte hela partikeln utan bara ett kvark-antikvark par, se figuren nedan från länk 2. Se även fråga [15922].

Från AnnihilationProton-antiproton_annihilation:

When a proton encounters its antiparticle (and more generally, if any species of baryon encounters any species of antibaryon), the reaction is not as simple as electron-positron annihilation. Unlike an electron, a proton is a composite particle consisting of three "valence quarks" and an indeterminate number of "sea quarks" bound by gluons. Thus, when a proton encounters an antiproton, one of its constituent valence quarks may annihilate with an antiquark, while the remaining quarks and antiquarks will undergo rearrangement into a number of mesons (mostly pions and kaons), which will fly away from the annihilation point. The newly created mesons are unstable, and will decay in a series of reactions that ultimately produce nothing but gamma rays, electrons, positrons, and neutrinos. This type of reaction will occur between any baryon (particle consisting of three quarks) and any antibaryon (consisting of three antiquarks). Antiprotons can and do annihilate with neutrons, and likewise antineutrons can annihilate with protons.

2 Som synes ovan är svaret nej. En proton och en antineutron annihileras på samma sätt som proton/antiproton.

/Peter E 2013-12-11

Svar:
Annihilation uppstår när en partikel möter en antipartikel, och materia transformeras till energi i någon form.

Annihilation avser processer där en subatomär partikel kolliderar med sin antipartikel och förintas. Den totala energin som frigörs då (den massekvivalenta energin plus partiklarnas rörelseenergi) omvandlas direkt till elektromagnetisk strålning (QED) och i vissa fall till nya subatomära partiklar (QCD). Partikeln och dess antipartikel har exakt motsatta kvanttal och deras summa försvinner, så att också den resulterande skurens nya partiklar har i sin helhet kvanttal som är lika med noll.

Sluttillståndet kan alltså förutom fotoner även innehålla t.ex. kraftförmedlingspartiklarna gluoner eller W/Z.

Nej, mörk materia kan inte vara fotoner eftersom dessa växelverkar med materia genom partiklarnas laddning. Själva definitionen av mörk materia är ju att den inte växelverkar med materia på annat sätt än genom gravitationen.

Se även fråga [12396] [19254] och mörk materia.
/Peter E 2015-11-12