Warum wird Starke Wechselwirkung schwächer

Wissenschaft Physik
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Hallo,
ich habe auf Wikipedia gelesen, nämlich hier http://de.wikipedia.org/wiki/Starke_Wechselwirkung, gleich im zweiten Satz, dass die Starke Wechselwirkung mit zunehmendem Abstand größer wird, solange die maximale Reichweite nicht überschritten ist.
Wie kann man sich dass denn erklären?
Denn um das Quark werden doch ständig Wechselwirkungsteilchen gebildet, also müsste sie doch da, also möglichst nahe am Teilchen, am stärksten sein.
Warum ist das aber, laut Wikipedia, nicht so.
Oder will das einfach sagen, wenn sich die Neutronen zu nahe kommen, dass dann halt eher ein Neutron in ein Proton zerfällt und somit zu Betazerfall neigt?

Vielen Dank
Tim

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Hallo,

ich habe auf Wikipedia gelesen, nämlich hier
http://de.wikipedia.org/wiki/Starke_Wechselwirkung, gleich im
zweiten Satz, dass die Starke Wechselwirkung mit zunehmendem
Abstand größer wird, solange die maximale Reichweite nicht
überschritten ist.

der Teil mit der maximalen Reichweite steht da aber nicht :smile:.

Wie kann man sich dass denn erklären?

Im Gegensatz zu Photonen, die elektrisch neutral sind, sind Gluonen unter der von ihnen übertragenen Kraft selbst geladen und können daher unter sich wiederum Gluonen austauschen. Es bildet sich quasi ein Kleberfaden aus Glu(e)onen zwischen den Quarks, statt immer einsamer werdender Photonen, die niemanden haben, um sich auszutauschen.

Da die Ladung der Quarks drei `Werte’ hat, nennt man es Farbladung (Rot, Grün, Blau bzw. Anti-Rot, Anti-Grün, Anti-Blau).

Wenn die Kraft zwischen einem insgesamt farblosen Quark-Antiquark-Paar a und a (soll heißen: Anti-a) mit zunehmendem Abstand aber ansteigt, ist es irgendwann günstiger ein Quark-Antiquark-Paar b und b zu erzeugen und somit den langen Kleberfaden zwischen den zwei ursprünglichen Quarks in zwei Teile zu teilen (zwischen a und b sowie zwischen b und a). Damit hat man das urpsrünglich farbneutrale Meson a-a nicht in zwei farbgeladene Quarks zerrissen, sondern nur in zwei wiederum farbneutrale Mesonen a-b und b-a. Irgendwie sind damit Quarks in Bindungszuständen `gefangen’ – man nennt das Confinement.

Oder will das einfach sagen, wenn sich die Neutronen zu nahe
kommen, dass dann halt eher ein Neutron in ein Proton zerfällt
und somit zu Betazerfall neigt?

Nein, das ist ein schwacher Prozess.

Neutronen und Protonen sind auch keine Quarks, sondern farbneutrale Bindungszustände. Du müsstest sie also eher mit neutralen Atomen unter der elektromagnetischen Wechselwirkung vergleichen.

Farbneutrale Neutronen und Protonen können nicht mehr direkt farbgeladene Quarks austauschen, sondern nur wiederum farbneutrale Mesonen. Diese effektive Wechselwirkung hat dann aber wegen der massiven Mesonen als Austauschteilchen nur noch begrenzte Reichweite.

–
Philipp

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Hallo,
ich habe auf Wikipedia gelesen, nämlich hier
http://de.wikipedia.org/wiki/Starke_Wechselwirkung, gleich im
zweiten Satz, dass die Starke Wechselwirkung mit zunehmendem
Abstand größer wird, solange die maximale Reichweite nicht
überschritten ist.
Wie kann man sich dass denn erklären?

warum das so ist, weiß ich nicht, aber vorstellen kann man sich die gluonenstrings zwischen den teilchen, die nicht diese farbladung von 0 haben, wie masse selbst.
je weiter man masse außeinander zieht, desto mehr kraft braucht man - bis es zur plastischen verformung kommt(und unter umständen zum bruch) - die kraft lässt erst dann wieder nach.

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Im Gegensatz zu Photonen, die elektrisch neutral sind, sind
Gluonen unter der von ihnen übertragenen Kraft selbst geladen
und können daher unter sich wiederum Gluonen austauschen. Es
bildet sich quasi ein Kleberfaden aus Glu(e)onen zwischen den
Quarks, statt immer einsamer werdender Photonen, die niemanden
haben, um sich auszutauschen.

Kann man also sagen, dass das genaus so wäre, wenn eine negative Ladung und eine positve Ladung beim Entfernen Ladungen abgeben würden, die dann das elektrische Feld dazwischen verstärken und somit bei zunehmender Entfernung (entspricht mehr Ladungen im Zwischenraum) die elektrische Kraft zwischen den Anfangsladungen stärker würde.

Wenn die Kraft zwischen einem insgesamt farblosen
Quark-Antiquark-Paar a und a (soll heißen: Anti-a) mit
zunehmendem Abstand aber ansteigt, ist es irgendwann günstiger
ein Quark-Antiquark-Paar b und b zu erzeugen und somit
den langen Kleberfaden zwischen den zwei ursprünglichen Quarks
in zwei Teile zu teilen (zwischen a und b sowie
zwischen b und a). Damit hat man das urpsrünglich
farbneutrale Meson a-a nicht in zwei farbgeladene
Quarks zerrissen, sondern nur in zwei wiederum farbneutrale
Mesonen a-b und b-a. Irgendwie sind damit Quarks
in Bindungszuständen `gefangen’ – man nennt das Confinement.

Woher kommt aber die Energie für die zweite Antiquark-Quark-Paar?
Wenn sie aus der Unbestimmtheitsrelation kommt, dann sind doch die Teilchen nicht sehr langlebig und zerfallen wieder.

Noch eine kleine Frage zum Abschluss: Wie heißen denn die Austauschteilchen, mit denen die Wechselwirkungsteilchen(Gluonen) der Starken Wechselwirkung ihre Farbladung austauschen?

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Hallo,

Kann man also sagen, dass das genaus so wäre, wenn eine
negative Ladung und eine positve Ladung beim Entfernen
Ladungen abgeben würden, die dann das elektrische Feld
dazwischen verstärken und somit bei zunehmender Entfernung
(entspricht mehr Ladungen im Zwischenraum) die elektrische
Kraft zwischen den Anfangsladungen stärker würde.

wenn das Photon wie die Gluonen geladen wäre, so würde die Kopplungsstärke das gleiche Verhalten zeigen. Die Ladung der Gluonen ist aber IMHO weniger eine (unabhängige) Ursache als eine Folge der Struktur der Quantenchromodynamik (nicht-abelsche Eichtheorie) im Vergleich zur Quantenelektrodynamik (abelsche Eichtheorie). Einfach so Elektrodynamik mit geladenen Austauschteilchen zu versehen ist also nicht möglich.

Woher kommt aber die Energie für die zweite
Antiquark-Quark-Paar?

Das ist die Energie, die du hineinsteckst, um die beiden ursprünglichen Quarks auseinanderzureißen.

Wie heißen denn die Austauschteilchen, mit denen die
Wechselwirkungsteilchen(Gluonen) der Starken Wechselwirkung
ihre Farbladung austauschen?

Gluonen.

–
Philipp