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Ladungen und Wechselwirkungen:
Zusammenfassung:
Fermionen tragen Ladungen, die
ihre Wechselwirkung bestimmen.
Oliver Pooth
Ladung:
Masse
elektrisch
Isospin
Farbe
Zeit
Wechselwirkung:
Gravitation
e/m WW
schwache WW
starke WW
Schwache Kraft
Ort
Seminar: Einführung in das Standardmodell
Elektromagnetismus
G g
Die starke Wechselwirkung wird durch Kraftgesetz Elektron für die Coulombkraft F ~ 1/r 2 .
den Austausch von Gluonen, die elektromagnetische
von Photonen und die Null und bei kleinen Abständen – und
Die Gluonen haben auch die Ruhemasse
schwache von
Z 0 W- und Z-Bosonen vermittelt.
nur
W –
für die interessieren wir uns – das
Alle diese Bosonen können als freie,
reelle Teichen erzeugt und ihre Eigenschaften
gleiche Kraftgesetz.
Die Austauschbosonen der schwachen
Quark Quark Quark Elektron untersucht werden. Das Photon Wechselwirkung sind dagegen sehr mas-
ist Quark am besten bekannt, Elektron es ist das Quant Quark des sereich Neutrino (Abb. 4). Ihre Massen betragen fast
Lichts.
Neutrino 100 Protonenmassen, Elektron sie sind fast so
Aber die Kräfte werden nicht durch re-
schwer wie ein Silberatom. Das bedeutet,
g Z 0 W –
elle, sondern durch den Austausch von
virtuellen Teilchen vermittelt. In der
Quantenmechanik darf die Erhaltung der
Energie für eine kurze Zeit verletzt wer-
Elektron Elektron den. Elektron Die Regel Elektronneutrino
ist einfach: Das Produkt Elektron
aus der Verletzungsdauer Dt und der
Größe der Verletzung der Energieerhaltung
DE ist kleiner als oder gleich der
1
Z 0
n e
Planckschen Konstante :
2
Starke Kraft
s
e
m
t
n m
n t
Dt DE
Neutrino Neutrino
Die Teilchen, die sich für eine kurze Zeit
Dt die Energie DE geborgt haben, nennen
3
u
d
b
c
Quarks
Leptonen
Leptonen
dass man schon beim kleinsten Impulsübertrag
die Erhaltung der Energie um die
Masse des Bosons mal c 2 verletzt, und die
Folge davon ist: Die Reichweiche der
Wechselwirkung Neutrino ist kurz. Die Wahrscheinlichkeit,
dass ein anderes Teilchen
in solche Nähe kommt, ist um viele Größenordnungen
kleiner, als dies bei der
elektromagnetischen Wechselwirkung
der Fall ist. Im Standardmodell gibt es
noch das Higgs-Boson. Es soll auch eine
Masse von etwas größer als 100 GeV/c 2
haben, ist aber experimentell noch nicht
gefunden worden.
t
Masse [MeV/c 2 ]
[GeV/c 2 ]
10 6
10 5
10 4
10 3
100
10
Ab
zw
Do
Bo
sta
all
tro
Im
die
(m
(n
ne
dr
sin
ch
M W
(ud
Ab
wi
ve
sc
en
Fa