Hi
Ein paar Fragen zu Mesonen: Sind Mesonen für irgendwelche Vorgänge in der Natur von Bedeutung oder sind sie nur Reaktionsschrott? Wo kommen Mesonen vor ( außer bei Teilchenkollisionen )?
Florian
Sind Mesonen für irgendwelche Vorgänge in der Natur von Bedeutung oder sind sie nur Reaktionsschrott?
Was heißt „oder“ und „nur“? Ja, sie sind - eben bei Teilchenprozessen - von Bedeutung. Mesonen haben jedoch eine sehr kurze Lebensdauer: zwischen 10-8 und 10-16 sec. Sie kommen also nicht, wie z.B. Elektronen und Protonen, als selbstandige Bausteine der stabilen Materie vor.
Sie spielen insbesondere bei der Bindung der Nukleonen in Atomkernen eine Rolle. Die Bindung zwischen Nukleonen wird quantenmechanisch als Austausch von Mesonen beschrieben. In Nukleonentheorien sind Nukleonen von einer virtuellen Mesonen"wolke" umgeben. Auch sind Mesonen Zerfallsprodukte unstabiler Baryonen (außer dem Proton sind alle Baryonen unstabil).
Im Quarkmodell sind Mesonen aus einem Quark-Antiquarkpaar zusammengesetzt. Die das Baryon (aus drei Quarks bestehend) umgebenden virtuellen Mesonen sind somit ein spezieller Zustand in der das Baryon umgebenden virtuellen Quark"wolke". Somit sind die bei der Nukleonenbindung ausgetauschten Mesonen auch spezielle Zustände der eigentlich ausgetauschten Quarks und Gluonen (Gluonen sind die Wechselwirkungsbosonen der Quarks).
Gruß
Metapher
Hi
Danke für die ausführliche Antwort!
Sie spielen insbesondere bei der Bindung der Nukleonen in
Atomkernen eine Rolle. Die Bindung zwischen Nukleonen wird
quantenmechanisch als Austausch von Mesonen beschrieben. In
Nukleonentheorien sind Nukleonen von einer virtuellen
Mesonen"wolke" umgeben. Auch sind Mesonen Zerfallsprodukte
unstabiler Baryonen (außer dem Proton sind alle Baryonen
unstabil).
Das finde ich interessant - ein EM - Feld z.B. wird doch auch „nur“ als Wolke virtueller Photonen beschrieben - nach deiner Beschreibung hört es sich hier an als ob die Mesonen die Basis für einen ganz eigenen Kraftfeldtypus darstellen würden.
Übrigens: Was bezeichnet man als Baryon?
Im Quarkmodell sind Mesonen aus einem Quark-Antiquarkpaar
zusammengesetzt. Die das Baryon (aus drei Quarks bestehend)
umgebenden virtuellen Mesonen sind somit ein spezieller
Zustand in der das Baryon umgebenden virtuellen Quark"wolke".
Warum sind sie ein spezieller Zustand? Meinst du das Baryon ist von einer Quarkwolke umgeben, wo sich die Quarks zeitweise zu Mesonen formieren und so einen besonderen Zustand bilden - für sagen wir ca. 10-8 und 10-16 sec?!
Somit sind die bei der Nukleonenbindung ausgetauschten Mesonen
auch spezielle Zustände der eigentlich ausgetauschten Quarks
und Gluonen (Gluonen sind die Wechselwirkungsbosonen der
Quarks).
Quarks werden auch ausgetauscht? Ich dachte es werden nur Gluonen ausgetauscht?!
Also: Innerhalb der Nukleonen wechselwirken die Quarks über Gluonen miteinander. Hab’ ich das jetzt richtig verstanden, daß es auch noch ein Quark - Kraftfeld um die Nukleonen herum gibt? Die dann zwischen den einzelnen Nukleonen augetauscht werden und sich zeitweise zu Mesonen formieren??? Sind diese Quarkwolken mit den zeitweise entstehenden Mesonen der sog. „virtuelle Quarksee“???
Florian
virtuell
… ein EM - Feld z.B. wird doch auch
„nur“ als Wolke virtueller Photonen beschrieben
Das Feld selbt wohl weniger. Aber bei der em-Wechselwirkung, die ja quantenmechanisch als Photonenaustausch beschrieben wird, bezeichnet man die Photonen als virtuell.
- nach deiner
Beschreibung hört es sich hier an als ob die Mesonen die Basis
für einen ganz eigenen Kraftfeldtypus darstellen würden.
Tatsächlich wurde, bevor man das Quarkmodell hatte, die strake Wechselwirkung (z.B. zwischen Protonen im Atomkern) als Mesonenaustausch beschrieben (Pi-Mesonen und andere)… ganz ähnlich, wie man atomare Bindungen im Molekül mit Hilfe von Elektronen-Orbitalen beschreibt. Mit dem Quarkmodell (in dem sich Mesonen als Quark-Paare darstellen) konnte die starke Wechselwirkung dann aber präziser berechnet werden.
Übrigens: Was bezeichnet man als Baryon?
Alle Teilchen, die „stark“ wechselwirken, heißen Hadronen (griech. hadros=stark). Das sind die Mesonen und die Baryonen. Die Baryonen (griech. barys=schwer) sind die Hadronen, die aus 3 Quarks zusammengesetzt sind - und sehr viel schwerer sind, als die meisten Mesonen. Das sind außer Proton und Neutron noch: Λ, Σ, Ξ und Ω (Ladung mal nicht mitnotiert) sowie deren „Resonanzen“.
Warum sind sie ein spezieller Zustand? Meinst du das Baryon
ist von einer Quarkwolke umgeben, wo sich die Quarks zeitweise
zu Mesonen formieren und so einen besonderen Zustand bilden -
für sagen wir ca. 10-8 und 10-16 sec?!
Richtig. Aber nicht „umgeben von“, sondern das Baryon wird heute so beschrieben, daß es eine solche „Wolke“ ist.
Quarks werden auch ausgetauscht? Ich dachte es werden nur
Gluonen ausgetauscht?!
Quarks tragen zu Bindungszuständen zwischen Baryonen bei - ja.
Die Gluonen, die außerdem ja noch mit einander wechselwirken, binden wiederum die Quarks zu Mesonen und Baryonen zusammen.
Sind diese Quarkwolken mit den zeitweise entstehenden Mesonen der sog. „virtuelle Quarksee“???
ja, das ist nur ein anderer umgangssprachlicher Ausdruck für die „Wolke“ oben…
Grüße
Metapher
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o.t.