Elementarteilchen und Wechselwirkungen: Erweiterungen des Standardmodells

[ralfkannenberg]

Zitat von Joachim

Die Bewegungsenergie der Quarks in ihren Orbitalen ist groß genug um sehr viele Gluonen und Quark-Antiquark-Paare zu erzeugen. Deshalb hat man es mit einem ganzen See von Quarks zu tun, in dem die drei Valenzquarks sozusagen nur die ruhenden Inseln sind. Ein großer Teil der gesamten Ladungsverteilung wird von den Seequarks geliefert. Der äußere Saum zum Beispiel wird als Pionen-dominierter Bereich interpretiert.

Hallo Joachim,

die "Seequarks" sind doch die "virtuellen Quarks", oder ?

Das mit dem äusseren Saum und "Pionen-dominierter Bereich" lese ich jetzt zum ersten Mal; tönt spannend - kennst Du eine gute Publikation dazu ? Die würd' ich sogar käuflich erwerben


Freundliche Grüsse, Ralf

[Joachim]

Zitat von ralfkannenberg

Hallo Joachim,

die "Seequarks" sind doch die "virtuellen Quarks", oder ?

Würde ich nicht so sehen. Die Masse eines Nukleon ist wesentlich grösser als die "Masse eines Quarks". Letzteres musste ich in Anführungszeichen setzen, weil Quarks nicht einzeln vorkommen und schlecht zu wiegen sind. Es ist natürlich etwas modellabhängig, welche Masse man Quarks zuspricht.

Jedenfalls konnten bei den Elektron-Proton-Streuungen am HERA-Ring bei DESY Impulsanteile von den drei Valenzquarks, den Gluonen und den Seequarks ausgewertet werden. Es zeigt sich, dass der Quark-Gluon-See einen wesentlichen Teil des Gesamtimpulses und damit der Gesamtmasse des Protons ausmacht. Das würde ich nicht mit den virtuellen Teilchen, die bei Wechselwirkungen in der Störungsrechnung vorkommen, gleichsetzten.

Literatur? Kann ich jetzt so spontan nicht aus dem Ärmel schütteln. Ich habe mir diese Punkte so nach und nach angelesen.

Gruß,
Joachim

[ralfkannenberg]

Zitat von Jogi

Vorschlag:

Im Proton sind seit der Rekombinationsphase ein oder sogar mehrere Positronen als gebundener Zustand vorhanden.

Hallo Jogi,

und wo kommen die her ? Die positive Ladung des Protons resultiert doch aus den Quarks, während Positronen eine ganzzahlige Ladung (und natürlich auch eine ganzzahlige Leptonenzahl) haben. - Ich denke, Uli's Bild erklärt das sehr schön. Und dabei muss man noch beachten, dass es sowieso jede Menge virtuelle und extrem kurzlebige Teilchen im Proton gibt, die da "herumschwirren".

Ich sehe irgendwie nicht, wie da ein Positron Platz haben sollte, weil dann irgendwie u- und d-quarks ihre Ladung verlieren müssten oder dreie von ihnen das Konglomerat mit dem Positron verlassen müssen, damit es mit der Ladung wieder aufgeht. Diese drei das Konglomerat verlassende Quarks wären aber gerade ein Proton.

Zitat von Jogi

Dies könnte auf elegante Weise die Herkunft des Neutrinos (neutralisiertes Positron)

Wie stellst Du Dir ein neutralisiertes Positron vor ? Postronen haben eine Ladung von +1 und wenn man die ihnen wegnimmt, dann sind sie keine Positronen mehr ! Ausserdem wird es nicht ganz einfach sein, ein Anti-Teilchen mitten im See von Normal-Teilchen stabil zu parken ! Das ist einfacher, wenn sich die Dinger in Neutrinos umwandeln, denn die haben nur einen sehr kleinen Wirkungsquerschnitt und fliegen einfach weg.


Freundliche Grüsse, Ralf

[Uli]

Zitat von Joachim

Es ist schon noch etwas komplizierter. Ich hatte darüber im Astronews-Forum eine Diskussion. Die drei Farben wurden ja eingeführt, damit drei Quarks im selben Zustand, also alle im innersten Orbital Platz finden.

Genau genommen, waren die Colors seinerzeit eingeführt worden, weil man ein Baryon gefunden hatte (das "Omega -"), das aus 3 gleichen Quarks (d.h. gleiche Flavor) bestand. Da Quarks Fermionen sind (Spin 1/2), wäre so eine Kombination nach dem Pauli-Prinzip aber verboten. Darum wurde postuliert, dass es jede Flavor (u,d,s,...) in 3 Varianten, den sog. Colors gibt.
Sieht ansich aus wie eine "Notlösung"; aber mitlerweile wissen wir ja, dass es diese Colors gibt. Ihre Anzahl wurde gemessen (kompatibel zu 3)
(z.B. in dem Verhältnis
sigma(e+ e- -> Hasdronen) / sigma(e+e- -> mu+ mu-)
und auf den Colors basiert auch nun eine erfolgreiche Eichtheorie, die Quantenchromodynamik.

Ich denke, die Messung, um die es hier geht, ist qualitativ - so weit man sagen kann - schon gut in Übereinstimmung mit dem Quarkmodell.

Einschätzungen quantitativer Art sind halt sehr schwierig, da der störungstheoretische Ansatz der QCD für diese Bindungsenergien versagt (Störungsreihen knovergieren nicht wegen zu großer Kopplungskonstante der QCD bei diesen niedrigen Energien).

Gruss, Uli

[Joachim]

Zitat von Uli

Genau genommen, waren die Colors seinerzeit eingeführt worden, weil man ein Baryon gefunden hatte (das "Omega -"), das aus 3 gleichen Quarks (d.h. gleiche Flavor) bestand. Da Quarks Fermionen sind (Spin 1/2), wäre so eine Kombination nach dem Pauli-Prinzip aber verboten.

Ja, genau. Aber wenn die Quarks unterschiedliche Ortswellenfunktionen hätten, dann wäre ja dem Pauliprinzip genüge getan. Die Farben sind nötig, damit die drei gleichen Quarks mit parallelem Spin in gleicher Ortswellenfunktion existieren können. Das sind, wenn ich mich nicht irre, auch die leichteren Delta-Baryonen (Spin=3/2). Auch das Omega hat ja Spin 3/2. Nach dem Orbitalmodell müsste ohne dem Farbfreiheitsgrad der günstigste Quantenzustand ein Spin 1/2 Zustand sein.

Gruß,
Joachim

[Uli]

Zitat von Joachim

....
Auch das Omega hat ja Spin 3/2. Nach dem Orbitalmodell müsste ohne dem Farbfreiheitsgrad der günstigste Quantenzustand ein Spin 1/2 Zustand sein.

Gruß,
Joachim

Genau, den wirklich entscheidenden Hinweis (Spin 3/2 dieser Baryonen) hatte ich natürlich vergessen, zu erwähnen. Danke für die Ergänzung.

Spin 3/2 würde dann die Kombination von 3 Spin 1/2-Quarks derselben Flavor im selben Spinzustand erfordern, und das geht nach Pauli nicht.

Gruss,
Uli

PS. Merke jetzt erst, dass du es bist. Sonst hätte ich dir gar nicht so viel zu erzählen versucht.

[JGC]

Hi...

Wenn ihr mich fragen würdet, so würde ich sagen, das es eigentlich gar keine "Paarvernichtung" gibt...

Ich würde das aus stringtheoretischer Sicht betrachten..

Ein Photon ist als String betrachtet nur eine rotierende, lineare Form dessen, was man einen "Impulsweg"(immer LG schnell) nennen könnte, wärend die Teilchenstruktur eben einem "Knoten" entspricht, welcher die lineare Stringgestalt eines kinetischen Impulses durch gravitative "Bremsströme" zu einem Knäul aufwickelt, der dann eben als Teilchen mit entsprechendem Spin in Erscheinung tritt..

Das es also in Wirklichkeit gar nicht darum geht, ob ein WAS sich in ein anderes WAS verwandelt, sondern das dieses WAS immer das selbe WAS ist, nur eben in unterschiedlicher "Verpackung" auftritt...

Genauso, wie ein elektrischer Strom mal als überwiegend in Form einer elektrischen Wirkung(Spannung/Potential) und einmal als magnetische Wirkung(Feld und Bewegung) auftreten kann..

Na gut, wollt es einfach mal erwähnen, da ich immer mehr den Verdacht habe, das der Intellekt sich um sich selbst beschummelt, je näher und je genauer er WAS betrachtet, und bemerkt dabei nicht, das er sich ab einem bestimmten Punkt der Betrachtung wieder immer weiter von der Wahrheit entfernt...

Der Wald und seine vielen Bäume lassen euch grüssen..


JGC

[Uli]

Zitat von Joachim

Würde ich nicht so sehen. Die Masse eines Nukleon ist wesentlich grösser als die "Masse eines Quarks". Letzteres musste ich in Anführungszeichen setzen, weil Quarks nicht einzeln vorkommen und schlecht zu wiegen sind. Es ist natürlich etwas modellabhängig, welche Masse man Quarks zuspricht.

Jedenfalls konnten bei den Elektron-Proton-Streuungen am HERA-Ring bei DESY Impulsanteile von den drei Valenzquarks, den Gluonen und den Seequarks ausgewertet werden. Es zeigt sich, dass der Quark-Gluon-See einen wesentlichen Teil des Gesamtimpulses und damit der Gesamtmasse des Protons ausmacht. Das würde ich nicht mit den virtuellen Teilchen, die bei Wechselwirkungen in der Störungsrechnung vorkommen, gleichsetzten.

Literatur? Kann ich jetzt so spontan nicht aus dem Ärmel schütteln. Ich habe mir diese Punkte so nach und nach angelesen.

Gruß,
Joachim

Ich hatte das schon so verstanden, dass die See-Quarks eine unmittelbare Folge von virtuellen Quark-Antiquark-Paaren sind, die aufgrund der Bindungswechselwirkung - genau wie Gluonen - im Nukleon ständig "entstehen" und "vergehen". Diese tragen bei zum Impuls des Nukleons.

Ein Indiz dafür, dass dies virtuelle Quarks sein müssen, ist die Beobachtungen von sehr schweren Flavors im Quarksee des Nukleons, selbst charm und bottom kommen vor, obwohl die entsprechenden Quarks weit schwerer als das Nukleon selbst sind.

So etwas können m.E. nur virtuelle Quarks leisten, die sich nicht zwingend auf ihrer "Massenschale" befinden.

Ich denke, so oder so ähnlich liest man es auch meist.

Gruss, Uli

[Joachim]

Hallo Uli,

gutes Argument (das mit der Masse). Also sind es doch virtuelle Teilchen.

Gruß,
Joachim

[Eyk van Bommel]

Zitat von JGC

Das es also in Wirklichkeit gar nicht darum geht, ob ein WAS sich in ein anderes WAS verwandelt, sondern das dieses WAS immer das selbe WAS ist, nur eben in unterschiedlicher "Verpackung" auftritt...

Elementarteilchen sind „abgebremste“ Photonen. Dafür spricht einfach alles. Wir waren vor dem Urknall Photonen und werden es eines Tages wieder sein. Allerdings setzt dies voraus das Materie (z.B. Protonen) doch nicht „unsterblich“ sind! Ansonsten wird es bei dem Versuch bleiben. Aber ich denke den meisten ist klar, dass es am Ende nur ein Teilchen geben kann bzw. ein physikalisches Objekt (bzw. nur den Raum oder nur die Zeit (das glauben ja manche))
Ich bin für das Photon, das „abgebremst“ die ET bilden.

WAS < c = Materie
WAS = c = Photon

Gruß
EVB