schwache Ladung < Atom- und Kernphysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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Hallo zusammen,
ich versuche nun schon seit einiger Zeit herauszufinden, welche Teilchen eine schwache Ladung tragen und welche nicht. Viele Quellen schweigen sich darüber aus, manche sprechen davon, dass auf alles die schwache Wechselwirkung wirkt. Und ganz wenige ordnen Photonen, Gluonen und dem Z-Boson keine schwache Ladung zu. Was ist denn nun richtig?
Vielen Dakn für Eure Hilfe.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 17:04 Fr 05.02.2016 | | Autor: | Josef |
Hallo artic3000,
Folgendes kannst du dir ja mal anschauen und durchlesen:
"Quarks, eine Gruppe von sechs fundamentalen Teilchen, die man heute als die Grundbestandteile der Materie ansieht. Quarks unterliegen der starken Wechselwirkung (siehe Theorie der elektroschwachen Wechselwirkung). Deshalb zählt man sie zu den Hadronen, einer Gruppe von Elementarteilchen, zu denen beispielsweise auch das Proton, das Neutron und die Pionen gehören."
Quelle:
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"Quarks sind Grundbausteine unserer Materie. Atome bestehen unter anderem aus Protonen und Neutronen. Diese sind jedoch wiederum aus noch kleineren Teilchen aufgebaut: Eben den Quarks. Insgesamt gibt es 12 unterschiedliche Quarks, 6 reguläre und 6 Antiquarks.
Erstaunlich ist zuerst mal, dass unsere komplette, uns umgebende Materie sich aus lediglich 3 verschiedenen Teilchen zusammensetzt: Es sind die Up-Quarks, Down-Quarks und die Elektronen (die sich übrigens nicht aus Quarks zusammensetzen, sondern eine eigenständige Teilchengruppe darstellen).
Ein Elektron ist negativ geladen, ein Proton positiv. Wie sieht es bei den Quarks aus? Auch sie haben eine elektrische Ladung, aber kurioserweise keine ganzzahlige: Das Up-Quark trägt die Ladung +2/3, das Down-Quark -1/3.
Bringt man nun beispielsweise zwei Down-Quarks und ein Up-Quark zusammen, hat das so entstandene 3er Gebilde nach außen hin keine elektrische Ladung mehr, da sich die einzelnen Ladungswerte genau aufheben. Und schon haben wir das Neutron gefunden, es ist nämlich aus genau diesen 3 Quarks aufgebaut und trägt bekanntermaßen keine elektrische Ladung.
Protonen und Neutronen sind keine elementaren Teilchen, sie setzen sich aus Quarks zusammen: Ein Up- und zwei Down-Quarks bilden das Neutron, zwei Up- und ein Down-Quark das Proton." ...
Quelle:
http://www.drillingsraum.de/room-quarks/quarks.html
"Schwache Ladung
In der Teilchenphysik werden Elementarteilchen, die an der schwachen Wechselwirkung (WW) teilnehmen, als mit einer schwachen Ladung behaftet angesehen (englisch: 'weak charge', auch Q-weak). Dies geschieht in Analogie zur elektromagnetischen WW (elektrische Ladung) und zur starken WW (Farbladung)." ...
Quelle:
http://de.academic.ru/dic.nsf/dewiki/1259218/Schwache_Ladung
Auch interessant:
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/teilchenphysik#lightbox=/themenbereiche/teilchenphysik/lb/das-konzept-der-ladung-als-eigenschaft-eines-elementarteilchens
"Gluonen und das Photon tragen keine schwache Ladung und unterliegen somit nicht der schwachen Wechselwirkung." ...
"Die schwache Ladung eines Teilchensystems ergibt sich durch zahlenmäßige Addition der schwachen Ladungen der Elementarteilchen, aus denen das Teilchensystem besteht."
Quelle:
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/teilchenphysik#lightbox=/themenbereiche/teilchenphysik/lb/das-konzept-der-ladung-als-eigenschaft-eines-elementarteilchens
Auch interessant:
http://www.drillingsraum.de/room-quarks/quarks.html
![[]](/images/popup.gif) Was ist die starke Wechselwirkung?
Viele Grüße
Josef
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Hallo!
Die elektromagnetische Kraft wirkt ja bekanntlich zwischen elektrischen Ladungen. In der Elementarteilchenphysik wird diese Kraft durch den Austausch von Photonen dargestellt. Aber es ist irgendwie klar, daß Photonen selbst keine elektrische Ladung tragen. (wenn doch, könnt man z.B. Licht mit E-Feldern ablenken).
Das zeigt erstmal: der Überträger einer Kraft muß die Ladung nicht tragen.
Die starke Kraft ist da anders: Ein rotes up kann zu einem grünen up werden, wenn es ein gluon abstrahlt. Dieses muß die Ladung rot und anti-grün haben, damit unterm Strich hinterher immernoch nur rot steht. Als Konsequenz kann ein Gluon mit anderen Gluonen wechselwirken, beispielsweise kann es sich in zwei aufspalten, oder aus zweien kann eins werden. Denn das Gluon wirkt ja auf die Farbladung, die es auch selbst trägt.
Allerdings ist das Gluon elektrisch neutral, daher wechselwirkt es nicht mit Photonen.
Die schwache Wechselwirkung wandelt Quarks ineinander um, und auf der anderen Seite können auch Neutrinos und Elektronen, Myonen und Taus schwach wechselwirken. Nach dem bisherigen Schema kann man diesen Teilchen eine schwache Ladung zuweisen. Doch tragen die Überträger der Kraft, die [mm] W^\pm [/mm] und [mm] Z^0 [/mm] auch eine schwache Kraft? Und was ist mit Gluonen und Photonen? Nun, weder Photonen noch Gluonen nehmen an der schwachen WW teil, tragen daher keine schwache Ladung. Bleibt die Frage nach den W und Z. Man kann das beantworten, wenn man die schwache Ladung der Materie-teilchen kennt, und sich eine Reaktion, z.B. den Beta-zerfall anschaut:
$d [mm] \to [/mm] u+W^-$
Das down hat eine schwache Ladung von -1/2, das up von +1/2. Demnach muß das $W^-$ eine schwache Ladung von -1 haben! Aus analogen Gründen hat das $W^+$ eine schwache Ladung von +1 und das [mm] Z^0 [/mm] von 0. (Das Z ist in vielerlei Hinsicht dem Photon sehr ähnlich)
Sprich: das [mm] Z^0 [/mm] , die Photonen und Gluonen haben keine schwache Ladung, der Rest schon.
Wobei ich hier die Chiralität noch nicht berücksichtigt habe. Die schwache WW wirkt auf linkshändige Fermionen und rechtshändige Anti-Fermionen, auf die anderen nicht. Die anderen haben daher auch keine schwache Ladung.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 19:23 Mi 16.03.2016 | | Autor: | artic3000 |
Vielen Dank für die Hilfe!
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