Zitat:
Zitat von Hamilton
Der Begriff Dimension ist eng verknüpft mit dem Begriff Freiheitsgrad und stellt im Allgemeinen die Frage: Wie viele Angaben brauche ich um ein System komplett festzulegen. Für einen Punkt im 3d-Raum sind es drei, für einen Punkt auf einer Fläche zwei und auf einer 1D -Mannigfaltigkeit ist es eine.
Der Dimensionsbegriff lässt sich zwar verallgemeinern- z.B. über die fraktale Dimension, aber was soll das mit Masse zu tun haben?
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Unterschiedliche Masseteilchen (alle Dimension in der 3.) werden als System für unterschiedliche Dimensionen gebraucht.
Astrophysik, Atomphysik, ... usw.
Offene Frage oder Theorie:
Befinde ich mich als winziger theoretischer Astronaut auf der Oberfläche von einem Neutron, wirkt die Gravitation nicht, der theoretische kleine Astronaut bewegt sich dann aber theoretisch mit Lichtgeschwindigkeit.
Masse oder Teilchen:
5.1 Aufstellung der wichtigsten Teilchen
In den folgenden Tabellen(aus [BE91, KA91, CL89]) sind die wichtigsten Teilchen aufgelistet, die zum Großteil in dieser Arbeit besprochen wurden. In einigen Fällen wurden die Antiteilchen (wie etwa das Positron) getrennt von "ihrem" Teilchen aufgelistet. Wenn Teilchen als stabil charakterisiert sind, bedeutet dies nur, daß sie nicht spontan zerfallen. Durch Vernichtung mit ihrem Antiteilchen können sie selbstverständlich zerstrahlen.
Leptonen
Teilchen Masse Lebensd. Lad. Entdeckung Einordnung
Elektron (e-) 0,511 MeV stabil -1 1807: J.J. Thomson Lepton der 1. Generation; Träger der elektrischen Ladung; Atombestandteil; Erzeugung durch Kathodenstrahlröhre
Positron (e+) 0,511 MeV stabil +1 1932: C. Anderson Lepton der 1. Generation; Antiteilchen des Elektrons, Vorkommen in kosmischer Strahlung
Myon
Antimyon 105,6 MeV 2·10E-6 s -1
+1 1937: S. Neddermayer und C. Anderson Lepton der 2. Generation; Zerfallsprodukt von Pionen, Kaonen etc; Vorkommen in kosmischer Strahlung
Tau
Antitau 1,784 GeV 3·10E-13 s -1
+1 1975: M. Perl und Mitarbeiter am SLAC Lepton der 3. Generation
Erzeugung bei Elektron-Positron-Vernichtungen
e-Neutrino
Antineutrino 0 (?) <<50 eV stabil (?) 0 1956: E. Cowan und F. Reines Lepton der 1. Generation; beteiligt an schwachen Wechselwirkungen; Entstehung in Kernreaktoren
My-Neutrino
Antineutrino 0 (?) << 0,5 MeV stabil (?) 0 1962: M. Schwartz und Mitarbeiter Lepton der 2. Generation, beteiligt an schwachen Wechselwirkungen; Erzeugung bei p-Zerfall
Tau-Neutrino
Antineutrino 0 (?) <<70 MeV stabil (?) 0 - (aus t-Zerfall erschlossen, bisher unbeobachtet) Lepton der 3. Generation
Der Spin von Leptonen beträgt immer ½.
Quarks
Flavour Masse Lad. Entdeckung Einordnung
up (u)
Anti-up 5 MeV +2/3
-2/3 1964: Quarkmodell von Gell-Mann und Zweig Quark der 1. Generation; Bestandteil von Protonen, Neutronen u.a.
down (d)
Anti-down 10 MeV -1/3
+1/3 Quark der 1. Generation; Bestandteil von Protonen, Neutronen u.a.
strange (s)
Anti-strange 100 MeV -1/3
+1/3 Quark der 2. Generation, Teil seltsamer Teilchen (Strangeness(0)
charm (c)
Anti-charm 1,5 GeV +2/3
-2/3 1974: B. Richter u.a. am SLAC, S. Ting u.a. am BNL Quark der 2. Generation; Bestandteil der charm-Teilchen
bottom / beauty (b)
Anti-bottom 4,7 GeV -1/3
+1/3 1977: L. Lederman u.a. am Fermilab Quark der 3. Generation; Bestandteil der bottom-Teilchen
top / truth (t)
Anti-top 180 GeV +2/3
-2/3 April 1994: Fermilab (CDF), Chicago / USA Quark der 3. Generation; Bestandteil der top-Teilchen; erschlossen aus Zerfall des W-Teilchens in top- und bottom-Teilchen
Der Spin von Quarks beträgt immer ½.
Da Quarks nie einzeln auftreten, sondern immer entweder paarweise (wie in Mesonen) oder in Tripletts (wie in Baryonen), hängt ihre Lebenszeit von ihrem jeweiligen Bindungszustand und damit dem jeweiligen Meson oder Baryon ab. Das leichteste Quark, das up-Quark, ist so stabil wie das Proton (>10E32 Jahre).
Eichbosonen
Name Masse Lebensd. Lad. Spin Ladung Naturkraft relat. Stärke
Photon () 0 stabil 0 1 elektrisch elektromagnetische K. 10E-3
W+
W- 83 GeV 10E-25 s +1
-1 1 schwach schwache Kraft 1
Z0 93 GeV 0
Gluon (g) 0 stabil 0 1 Farbe starke Kraft 10E-5
Graviton 0 2 Masse Gravitation 10E-38
Mesonen
Name Masse Lebensdauer Lad. Spin Quarks Einordnung
Pion p0
p+
p- 135 MeV
140 MeV
140 MeV 0,8 · 10E-16 s
2,6 · 10E-8 s
2,6 · 10E-8 s 0
+1
-1 0
0
0 uu / dd
ud
du sorgt für Kernzusammenhalt; zerfällt in Photonen
(Quelle kosmischer Gamma-Strahlen)
Kaon K0
K+
K- 498 MeV
494 MeV
494 MeV 10E-10 / 5·10E-8 s
1,2·10E-8 s
1,2·10E-8 s 0
+1
-1 0
0
0 ds
us
su seltsames Meson (Strangeness=1)
D0
D+ 1,87 GeV
1,87 GeV 10E-12 s
4·10E-13 S 0
+1 0
0 cu
cd charm-Meson
J / 3,1 GeV 10E-20 s 0 1 cc erstes entdecktes Charm-Teilchen
B-
B0 5,26 GeV
5,26 GeV 1,2·10E-12 s ub
cb bottom-Meson
Y 9,46 GeV 10E-20 s 0 1 bb erstes entdecktes bottom-Teilchen
Anmerkung zu K0: Die beiden Teilchenzustände K0 und Anti-K0 überlagern sich quantenmechanisch und bilden zwei andere Teilchenzustände, das kurzlebige Ks0 und das langlebige KL0, welche die Symmetrie von Materie und Antimaterie verletzen (CP-Verletzung). Aus diesem Grund besitzt das K0 zwei verschiedene Lebensdauern [CL89].
Baryonen
Name Masse Lebensd. Lad. Spin Quarks Einordnung
Proton (p)
Antiproton 938,3 MeV stabil (>10E+32 Jahre) +1
-1 ½
½ uud
uud elektrisch geladener Teil des Atomkerns
Neutron (n)
Antineutron 939,6 MeV Atom: stabil, frei: ~15 min. 0 ½
½ ddu
ddu neutraler Bestandteil des Atomkerns
Lambda
Antilambda 1,115 GeV 2,6·10E-10 s 0 ½
½ uds
uds seltsames Baryon, ersetzt das Neutron in Hyperkernen
Sigma plus
null
minus 1,189 GeV
1,192 GeV
1,197 GeV 0,8·10E-10 s
6·10E-20 s
1,5·10E-10 s +1
0
-1 ½
½
½ uus
uds
dds seltsames Baryon
(Strangeness=1)
Xi minus
null 1,321 GeV
1,315 GeV 1,6·10E-10 s
3·10E-10 s -1
0 ½
½ dss
uss seltsames Baryon
(Strangeness=2)
Omega minus 1,672 GeV 0,8·10E-10 s -1 3/2 sss Baryon mit Strangeness 3; bestätigte den "Achtfachen Weg" (SU(3)-Gruppe)
Charm-Lambda 2,28 GeV 2·10E-13 s 1 ½ udc charm-Baryon
5.2 Wichtige Konstanten und Einheiten
(aus [PE90, LO92, BE91, MU88])
Name Symbol Wert Einheit
Lichtgeschwindigkeit c = 299.792,458 km/s
Elementarladung e = 1,60217733(49) · 10E-19 C
Plancksche Konstante h = 6,6260755(40) · 10E-34 Js
reduz. Plancksche K. = 6,5821220(20) · 10E-22
= 1,05457266(63) · 10E-34 MeV·s
Js
c = 1,97327053(59) · 10E-11 MeV·cm
atomare Masseneinheit u = 1,6605402(10) · 10E-27
= 931,49432(28) kg
MeV/c²
Elektronenmasse me = 0,511099906(15)
=9,1093897(54) · 10E-31 MeV/c²
kg
Protonenmasse mp = 938,27231(28)
= 1,6726231(10) · 10E-27 MeV/c²
kg
Avogadrokonstante NA = 6,0221367(36) · 10E2E3 1/mol
klass. Elektronenradius re = 2,81794 · 10E-13 cm
Boltzmann-Konstante k = 1,380658(12) · 10E-23 J/K
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1 Fermi (fm) = 10E-13 cm
1 Angström (Å) = 10E-8 cm
1 Barn (b) = 10E-24 cm²
1 MeV = 1,60217733(49) · 10E-13 J
Quelle:
http://pluslucis.univie.ac.at/FBA/FB...nhofer/ch5.htm
Kosmische Spurensuche - Astroteilchenphysik in Deutschland (Juli 2006)
http://www.weltderphysik.de/de/3732.php?i=5295
MfG
Nighthawk