Aufbau der Materie Die Bilder stammen z. T. von verschiedenen PowerPoint- Präsentationen aus dem Internet. www-linux.gsi.de/~wolle/TELEKOLLEG/KERN/PPT/Materie.ppt www.theorie.physik.uni-giessen.de/documents/pib2001/ AnimQuarks1.ppt www.mppmu.mpg.de/english/tdot04_kiesling.pdf
Aufbau der Materie. Die Bilder stammen z. T. von verschiedenen PowerPoint-Präsentationen aus dem Internet. www-linux.gsi.de/~wolle/TELEKOLLEG/KERN/PPT/Materie.ppt www.theorie.physik.uni-giessen.de/documents/pib2001/AnimQuarks1.ppt www.mppmu.mpg.de/english/tdot04_kiesling.pdf. Auge: ca. 1mm. - PowerPoint PPT Presentation
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Aufbau der Materie
Die Bilder stammen z. T. von verschiedenen PowerPoint-Präsentationen aus dem Internet.
MesonenLeichte Hadronen,die bei Reaktionen am Kern erzeugt werden, wie z.B.Pionen, Kaonen, ...
Quarks1963 gelingt es Gell-Mann, eine neue Ordnung in die Hadronenfamilie zu bringen.
Alle bis 1963 bekannten Hadronen kann man sich aus drei verschiedenen Quarks (und ihren Antiquarks) aufgebaut denken.Die Quarks heißen up, down und strange (u, d und s).
Baryonen bestehen dabei immer aus drei Quarks
Mesonen bestehen immer aus einem Quark und einem Antiquark.
u
dduu
p
du
d
n
s
u
Eigenschaften der QuarksQuarks haben seltsame elektrische Ladungen!
Name Zeichen Ladung Q
up-Quark u 2/3 e
down-Quark d -1/3 e
strange-Quarks s -1/3 e
Damit erhält das Proton mit uud die Ladung 2/3e + 2/3e – 1/3e = +1e
und das Neutron erhält mit udd die Ladung 2/3e – 1/3e – 1/3e = 0e .
Quarks bekommen FarbeUm zu erklären, dass immer nur 3 Quarks (Baryonen) oder aber ein Quark und ein Antiquark (Mesonen) auftreten, gibt man den Quarks die Eigenschaft Farbe (rot, grün und blau für Quarks und antirot (cyan), antigrün (magneta) und antiblau (gelb) für Antiquarks) und sagt:Es treten immer nur Kombinationen von Quarks auf, die die Farbe weiß haben.
Quarks gibt es nie alleineDa ein einzelnes Quark nie die Farbe weiß hat, kann man ein einzelnes Quark auch nie beobachten.Aber was passiert, wenn man trotzdem versucht, die Quarks zu trennen?
Es entstehen ganz einfach neue Hadronen!
Neue Unruhe im TeilchenzooDie drei Quarks u, d und s reichen nicht aus, um die neu gefunden Teilchen zu beschreiben.
Drei zusätzliche Quarks (charm c, bottom b und top t)werden theoretisch benötigt und schließlich auch gefunden!
Die drei Quark-Familien
Flavour Generation Symbol Massen in MeV/c2 elektrische Ladung in e
up down I.
u d
1,5 bis 5 17 bis 25
+2/3 -1/3
strangecharm II.
s c
60 bis 170 1100 bis 1400
-1/3 +2/3
bottomtop III. b
t4100 bis 4400 173800 +/- 5200
-1/3 +2/3
Mit 6 Quarks und den zugehörigen Antiquarks kann man alle Baryonen beschreiben.
Aus Experimenten kann man herauslesen, dass es keine weitere Quark-Familie gibt.
Die drei Leptonen-Familien
Auch von den Leptonen gibt es genau drei Familien.
Jedes noch so kurzlebige Materieteilchen kann man aus den „echten Elementarteilchen“ der drei Quark- bzw. Leptonen-Familien (sowie den zugehörigen Antiteilchen) aufbauen.
Aufbau der uns umgebenden Materie
Fundamentale Bausteine der uns umgebenden Materie sind:– Elektron e, Up-Quark u, Down-Quark d– Alle punktförmig ( < 0.001 fm)