Liebe Wissenden,
noch eine Frage:
Man liest öfters, dass wenn ein Proton zerfällt, dass es sich dann in ein Elektron und Neutron umwandelt.
Aber warum bitte ein Elektron und ein Neutron, ich dachte ein Proton besteht aus 2 Up-Quarks und einem Down-Quark?!
Danke im Voraus,
Alexander.
Hallo!
Man liest öfters, dass wenn ein Proton zerfällt, dass es sich
dann in ein Elektron und Neutron umwandelt.
Andersrum: Wenn ein Neutron zerfällt, entsteht ein Proton und ein Elektron. (Wenn ein Proton zerfallen würde, entstünde ein Neutron und ein Positron).
Aber warum bitte ein Elektron und ein Neutron, ich dachte ein
Proton besteht aus 2 Up-Quarks und einem Down-Quark?!
Du darfst Dir das nicht so vorstellen, dass da ein Gebilde in seine Bestandteile zerfällt. Das Elektron und das Proton stecken vorher noch nicht im Neutron drin. Wenn sich aber ein d-Quark in ein u-Quark umwandelt, kann dabei Energie abgegeben werden, und zwar in Form eines merkwürdigen Teilchens namens W-Boson.
Das W-Boson ist extrem kurzlebig und zerfällt in kürzester Zeit in ein Elektron und ein Antineutrino. Das Antineutrino hat keine Ladung und eine extrem geringe Masse (wenn überhaupt eine). Es wechselwirkt mit der Materie fast gar nicht. Deshalb wird es häufig gar nicht erwähnt. Es ist aber nichtsdestotrotz „da“.
Es gibt in der Physik einige Erhaltungssätze. Einer davon bezieht sich auf die „Leptonenzahl“. Leptonen sind leichte Teilchen wie Elektronen, Positronen, Neutrinos usw. Bei keinem Versuch darf sich die Leptonenzahl insgesamt ändern. Bei der hier besprochenen Reaktion war zunächst kein Lepton da (also 0). Danach hatten wir ein Elektron (also 1). Das darf nicht sein. Also entsteht neben dem Elektron noch ein Neutrino, und zwar - weil die Leptonenzahl insgesamt 0 bleiben muss - ein Anti-Neutrino.
Michael
P.S.: Vielleicht wunderst Du Dich, dass das W-Boson aus dem „Nichts“ entsteht und danach wieder verschwindet. Für Bosonen gibt es aber keinen Erhaltungssatz. Die dürfen das also, nur Leptonen (und Baryonen, also Quarks) nicht.
wunderbar …
Du darfst Dir das nicht so vorstellen, dass da ein Gebilde in
seine Bestandteile zerfällt. Das Elektron und das Proton
stecken vorher noch nicht im Neutron drin. Wenn sich aber ein
d-Quark in ein u-Quark umwandelt, kann dabei Energie abgegeben
werden, und zwar in Form eines merkwürdigen Teilchens namens
W-Boson.Das W-Boson ist extrem kurzlebig und zerfällt in kürzester
Zeit in ein Elektron und ein Antineutrino. Das Antineutrino
hat keine Ladung und eine extrem geringe Masse (wenn überhaupt
eine). Es wechselwirkt mit der Materie fast gar nicht. Deshalb
wird es häufig gar nicht erwähnt. Es ist aber nichtsdestotrotz
„da“.Es gibt in der Physik einige Erhaltungssätze. Einer davon
bezieht sich auf die „Leptonenzahl“. Leptonen sind leichte
Teilchen wie Elektronen, Positronen, Neutrinos usw. Bei keinem
Versuch darf sich die Leptonenzahl insgesamt ändern. Bei der
hier besprochenen Reaktion war zunächst kein Lepton da (also
0). Danach hatten wir ein Elektron (also 1). Das darf nicht
sein. Also entsteht neben dem Elektron noch ein Neutrino, und
zwar - weil die Leptonenzahl insgesamt 0 bleiben muss - ein
Anti-Neutrino.Michael
P.S.: Vielleicht wunderst Du Dich, dass das W-Boson aus dem
„Nichts“ entsteht und danach wieder verschwindet. Für Bosonen
gibt es aber keinen Erhaltungssatz. Die dürfen das also, nur
Leptonen (und Baryonen, also Quarks) nicht.
… kernphysik in direkter nachbarschaft zu mythologie und literatur.
m.
(bitte nicht missverstehen: das ist keine kritik an michaels erklärung, die ich nicht in zweifel ziehen kann.)
Hallo!
… kernphysik in direkter nachbarschaft zu mythologie und
literatur.m.
(bitte nicht missverstehen: das ist keine kritik an michaels
erklärung, die ich nicht in zweifel ziehen kann.)
Dann wüsste ich doch gerne, was das zu bedeuten hat.
Michael
Hallo!
… kernphysik in direkter nachbarschaft zu mythologie und
literatur.m.
(bitte nicht missverstehen: das ist keine kritik an michaels
erklärung, die ich nicht in zweifel ziehen kann.)Dann wüsste ich doch gerne, was das zu bedeuten hat.
Kapier ich auch nicht.
Egal. Jedenfalls danke vielmals für deine Erklährung.
Und tut mir leid, dass ist jetzt das Proton mit dem Neutron verwechselt habe.
Hallo!
… kernphysik in direkter nachbarschaft zu mythologie und
literatur.m.
(bitte nicht missverstehen: das ist keine kritik an michaels
erklärung, die ich nicht in zweifel ziehen kann.)Dann wüsste ich doch gerne, was das zu bedeuten hat.
Ich verstehe ihn so, dass ihn die wortreichen Umschreibungen der subatomaren physikalischen Vorgänge an die bunten mythologischen Erklärungen von der Welt, die die Menschen sich früher gemacht haben, erinnern. Kann man ihm nicht verdenken 
. Es ist ja schon seltsam, was alles auf unterster Ebene umherfliegt, ohne dass man sagen könnte, warum in unserem Universum jetzt ausgerechnet Baryonen, Leptonen und Bosonen mit ihren bunten Eigenschaften gerade so miteinander interagieren und nicht anders. Stünde hinter dem heutigen Mikromodell des Universums nicht ein gewaltiger Berg physikalischer Belege, würde man es wohl auslachen, weil es so unplausibel ist.
Viele Grüße,
Sebastian
Hallo Michael,
Andersrum: Wenn ein Neutron zerfällt, entsteht ein Proton und
ein Elektron.
und zur Spinerhaltung noch ein Neutrino.
Gandalf
Das W-Boson ist extrem kurzlebig und zerfällt in kürzester
Zeit in ein Elektron und ein Antineutrino. Das Antineutrino
hat keine Ladung und eine extrem geringe Masse (wenn überhaupt
eine). Es wechselwirkt mit der Materie fast gar nicht. Deshalb
wird es häufig gar nicht erwähnt. Es ist aber nichtsdestotrotz
„da“.
[…]
P.S.: Vielleicht wunderst Du Dich, dass das W-Boson aus dem
„Nichts“ entsteht und danach wieder verschwindet. Für Bosonen
gibt es aber keinen Erhaltungssatz. Die dürfen das also, nur
Leptonen (und Baryonen, also Quarks) nicht.
Hi,
obige Antwort ging zwar nicht an mich, aber ich würde trotzdem gerne die Gelegenheit nutzen für eine Frage, die sich nahtlos in das Thema einfügt:
Die W-Bosonen sind doch die „Botenteilchen“ der Schwachen Kernkraft, sie haben also ihr Betätigungsfeld in den Baryonen selber, halten die Quarks zusammen. Laut Wiki ist ein W-Boson aber so schwer wie 80 Protonen. Wie passt das zusammen? Das kommt mir so vor wie wenn ein Auto zwar 80 Tonnen im Kofferraum hat, insgesamt aber nur eine Tonne auf die Waage bringt.
Als virtuelle Teilchen haben die W-Bosonen zwar eine sehr geringe Lebensdauer, aber muss nicht zu jedem Zeitpunkt mindestens eine begrenzte Anzahl von ihnen im Baryon existent sein? Sonst würden die Quarks ja auseinanderfliegen? Wieso macht sich aber ihre exorbitante Masse nicht bemerkbar im Atom?
Wenn ein W-Boson in ein Elektron und ein Anti-Neutrino zerfällt, wo bleiben dann die 80 Protonenmassen? Ich kann zwar akzeptieren, dass selbst diese riesige Masse bzw. die entsprechenden Elektronenvolt wieder im Vakuum verschwinden, wie sie gekommen sind, aber wieso war es denn überhaupt nötig, dem W-Boson eine so große Masse zuzuordnen?
Ich habe mich bereits im Netz umgesehen, doch nirgends fand ich obige Frage zufriedenstellend erklärt.
Viele Grüße, Cugel
Hallo!
Die W-Bosonen sind doch die „Botenteilchen“ der Schwachen
Kernkraft, sie haben also ihr Betätigungsfeld in den Baryonen
selber, halten die Quarks zusammen.
Ich glaube, das verwechselst Du mit den Gluonen, die die starke Wechselwirkung übertragen. Die schwache Wechselwirkung ist zum Beispiel die Ursache des beta-Zerfalls.
Laut Wiki ist ein W-Boson
aber so schwer wie 80 Protonen. Wie passt das zusammen? Das
kommt mir so vor wie wenn ein Auto zwar 80 Tonnen im
Kofferraum hat, insgesamt aber nur eine Tonne auf die Waage
bringt.
Als virtuelle Teilchen haben die W-Bosonen zwar eine sehr
geringe Lebensdauer, aber muss nicht zu jedem Zeitpunkt
mindestens eine begrenzte Anzahl von ihnen im Baryon existent
sein? Sonst würden die Quarks ja auseinanderfliegen? Wieso
macht sich aber ihre exorbitante Masse nicht bemerkbar im
Atom?
Die W-Bosonen stecken da nicht drin.
Wenn ein W-Boson in ein Elektron und ein Anti-Neutrino
zerfällt, wo bleiben dann die 80 Protonenmassen? Ich kann zwar
akzeptieren, dass selbst diese riesige Masse bzw. die
entsprechenden Elektronenvolt wieder im Vakuum verschwinden,
wie sie gekommen sind, aber wieso war es denn überhaupt nötig,
dem W-Boson eine so große Masse zuzuordnen?
W-Bosonen zeichnen sich durch eine extrem kurze Reichweite aufgrund einer extrem kurzen Lebensdauer aus. Kurze Lebensdauer bedeutet nach Heisenberg eine geringe Zeitunschärfe, die über die Unbestimmtheitsrelation mit einer riesigen Energieunschärfe verknüpft ist. (Was dasselbe ist: Die kurze Reichweite bedeutet eine geringe Ortsunschärfe, die eine riesige Impulsunschärfe nötig macht). Man kommt also nicht umhin, dem Boson eine enorm hohe Ruhemasse zuzusprechen, sonst kann man die Energieunschärfe bzw. Impulsunschärfe nicht erklären. (Zum Vergleich: Das Photon als Feldquant der elektromagnetischen Wechselwirkung hat ein Ruhemasse von Null. Also ist die Lebensdauer und damit die Reichweite des Photons bzw. der EM-Wechselwirkung theoretisch unbegrenzt).
Michael
Bis zum Ende gelesen?
Hallo Gandalf!
Andersrum: Wenn ein Neutron zerfällt, entsteht ein Proton und
ein Elektron.und zur Spinerhaltung noch ein Neutrino.
Nö.
Antineutrino.
Michael 
Hallo Michael,
Ich glaube, das verwechselst Du mit den Gluonen, die die
starke Wechselwirkung übertragen. Die schwache Wechselwirkung
ist zum Beispiel die Ursache des beta-Zerfalls.
Nein, ich hatte mich extra vorher nochmal bei Wiki vergewissert (man will ja keine überflüssigen Fragen stellen)
Da steht unter dem Stichwort „Boson“:
_Die Elementarteilchen, die die vier Grundkräfte übermitteln, sind die Eichbosonen.
-Für die starke Wechselwirkung die Gluonen
-Für die schwache Wechselwirkung die W-Bosonen und das Z-Boson
-Für den Elektromagnetismus das Photon
-Für die Gravitation das (hypothetische) Graviton_
Die W-Bosonen stecken da nicht drin.
Unter dem Stichwort der „Schwachen Wechselwirkung“ steht an anderer Stelle:
Die schwache Wechselwirkung wirkt zwischen allen (linkshändigen) Quarks und (linkshändigen) Leptonen. Sie ist 1011 mal schwächer als die starke Wechselwirkung. Wie diese und die elektromagnetische Wechselwirkung wird sie durch den Austausch von Eichbosonen beschrieben.
d.h. doch, dass diese Bosonen doch irgendwie im Atomkern drinstecken, oder sollte man sagen, darin herumgeistern?
Die Unschärferelation als Grund für die hohe Ruhemasse des W-Bosons leuchtet mir ein, vielen Dank!
Cugel
Hallo!
Ich glaube, das verwechselst Du mit den Gluonen, die die
starke Wechselwirkung übertragen. Die schwache Wechselwirkung
ist zum Beispiel die Ursache des beta-Zerfalls.Nein, ich hatte mich extra vorher nochmal bei Wiki
vergewissert (man will ja keine überflüssigen Fragen stellen)
Doch, da muss man nämlich ganz genau lesen:
Die schwache Wechselwirkung wirkt zwischen allen
(linkshändigen) Quarks und (linkshändigen) Leptonen.
Das bedeutet jedoch nicht, dass sie für den Zusammenhalt der Quarks in Protonen und Neutronen verantwortlich wäre. (Das macht wie gesagt die durch Gluonen vermittelte starke Wechselwirkungen). Vielmehr ist die schwache Wechselwikung für die Veränderung des Quark-Flavours unter gleichzeitiger Erzeugung von Leptonenpaaren verantwortlich (s. z. B. http://www.quantenwelt.de/kernphysik/kernkraft/schwa…)
Sie ist
1011 mal schwächer als die starke Wechselwirkung. Wie diese
und die elektromagnetische Wechselwirkung wird sie durch den
Austausch von Eichbosonen beschrieben.d.h. doch, dass diese Bosonen doch irgendwie im Atomkern
drinstecken, oder sollte man sagen, darin herumgeistern?
„Herumgeistertn“ ist definitiv besser als „drinstecken“. W-Bosonen sind keine Bausteine des Atomkerns. Bei jeder Beschreibung, die weiter in Details geht, würde ich mich jetzt zu weit aus dem Fenster lehnen.
Michael