Kernphysik

SS 2013, HHU Duesseldorf, Prof. Dr. Thomas Heinzel
Vorlesung: Kern- und Elementarteilchenphysik, inoffizielle Mitschrift
by: Christian Krause, Matr. 1956616 7 GRUNDLAGEN DER ELEMENTARTEILCHENPHYSIK
Murrary Gell-Mann (1961): Hadronen sind aus Quarks aufgebaut. Quarks sind Elementarteilchen →
Erklärung der Quantisierung der Hadronenmassen, der magnetischen Momente von p, n, 1969
Nobelpreis Physik.
bis 1964: Alle beobachteten Hadronen konnten aus 3 Quarks aufgebaut werden.
“leichten Quarks“
Name Ladung q Masse (MeV/c 2 )
up (u) + 2/3e 1,5 - 5
down (d) - 1/3e 17 - 25
strange (s) - 1/3e 60 - 170
“schwere Quarks“
Name Ladung q Masse (MeV/c 2 )
charm (c) + 2/3e 1100 - 1400
bottom (b) - 1/3e 4100 - 4400
top (t) + 2/3e 174.000
Zu jedem Quark gibt es ein Antiquark.
Quark Elementarteilchen, aus denen stark wechselwirkende Teilchen aufgebaut sind → 6 Quarks +
Antiteilchen.
Gluon Austauschteilchen der starken Wechselwirkung → 8 Gluonen.
Farbladung Physikalische Größe, an welche Gluonen koppeln → 3 Farbladungen + Antifarbladungen
Beispiele: Aus Quarks aufgebaute Teilchen
Teilchen Typ Enthaltene Quarks
p Baryon 2u, 1d
n Baryon 2d, 1u
π − Meson 1d, 1u
π + Meson 1u, 1d
Σ − Baryon 2d, 1s
→ Baryonen: Bestehen aus 3 Quarks, Mesonen: Bestehen aus 2 Quarks.
Aufbau p,n
p = uud, q p = 2 · 2
3 e + 1(−1 e) = +e, Spin: 1/2
3
n = udd, q n = 1 · 2
3 e + 1(−1 e) = 0, Spin: 1/2
3
π − = du, q π − = − 1 3 e − 2 e = −e, Spin: 0
3
Masse von p und n:
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