Informationsverlust in einem SL

[Joachim]

Was ist mit der Umwandlung von Proton zu Neutron (und umgekehrt), letztlich durch das schwach-WW Pion verursacht - gibt es die, oder nicht? Ist vielleicht nur der Zustand der Hadronen innerhalb eines Nukleons überlagert?

Das Pion wechselwirkt stark. Es ist schließlich ein Meson. Der Pionenaustausch zwischen Proton und Neutron ist nur virtuell, weil diesen Teilchen die Energie fehlt um ein reelles Pion zu emittieren. Das freie Neutron kann deshalb nur mit recht langer Halbwertszeit von einer viertel Stunde durch die schwache Wechselwirkung in ein Proton und ein Elektron-Antineutrinopaar zerfallen. Wäre es schwer genug um in ein Proton und ein Pion zu zerfallen, so wäre der Zerfall viel schneller. Das Lambda-Teilchen zum Beispiel lebt weniger als eine Milliardstel Sekunde und zerfällt dann in Pion und Proton oder Neutron.

Gruß,
Joachim

 

[Orbit]

Weil dieser Ansatz schon 1935 von Hideki Yukawa publiziert wurde.

Aber Hand aufs Herz, hast Du nicht auch deshalb von einer klassischen Vorstellung gesprochen, weil man es sich heute im Sinne dieser Überlappung, die an die Van der Waals-Bindung erinnert, auch ohne Pionen vorstellen kann, als überlappende Wellenfunktionen?

 

[Joachim]

Aber Hand aufs Herz, hast Du nicht auch deshalb von einer klassischen Vorstellung gesprochen, weil man es sich heute im Sinne dieser Überlappung, die an die Van der Waals-Bindung erinnert, auch ohne Pionen vorstellen kann, als überlappende Wellenfunktionen?

Vielleicht hätte ich "naives Teilchenbild" sagen sollen.

Ich habe im Rahmen von Forendiskussionen gelernt, dass der Teilchenaustausch oft mehr verwirrt als hilft. Virtuelle Teilchen sind nicht als klassische Teilchen zu verstehen, sondern sie sind ein Weg, die Wirkung von Feldern in erster Näherung zu erfassen. Nicht mehr und nicht weniger. Der Austausch eines virtuellen Pions beschreibt die Wirkung des starken Restfeldes außerhalb eines Nukleon, der Austausch eines virtuellen Photons beschreibt einen Streuprozess in einem elektrischen Feld, der Austausch eines virtuellen W-Bosons beschreibt einen Prozess mit Ladungstransfer der schwachen WW und so weiter.

Gruß,
Joachim

 

[DrShmurge]

DrShmurge

Verwechselst Du hier nicht 'Kernkraft' mit der schwachen WW?
Dass die Kernbindungsenergie als eine Art Restenergie der starken WW beschrieben werden kann, habe ich nicht nur gelesen, sondern das wurde in diesem Forum auch schon einmal mit Joachim diskutiert:
http://www.astronews.com/forum/showthread.php?p=28119#post28119

Orbit

Hab mich schon wieder vertippt. Meinte natürlich, dass die schwache Wechselwirkung, der Ausläufer der starken Wechselwirkung sei.

Sehr gerne,

in Post 7 zitierst Du um 21:09 Uhr einen Satz von jonas und kommentierst ihn.
In Post 8 zitiert jonas um 21:17 Uhr einen Satz von Dir und kommentiert ihn.
So macht das Zitieren Sinn.
In Post 9 aber zitierst Du um 21:27 alles, was jonas vor 10 Minuten gesagt hat und schreibst einen Satz dazu.
So macht zitieren nicht einmal Sinn, wenn Wochen dazwischen lagen.

Klar genug?
Nathan

Jetzt dämmert es, habe zwar versucht meinen vorherigen Beitrag zu editieren, doch anscheinend hat es nicht geklappt.

@ ins#1: Was meinst du mit der "Farbkraft"?

Und @ Joachim: Ist denn die schwache Wechselwirkung nicht die schwache Kernkraft und die starke Wechselwirkung die starke Kernkraft?

 

[Orbit]

Hab mich schon wieder vertippt. Meinte natürlich, dass die schwache Wechselwirkung, der Ausläufer der starken Wechselwirkung sei.

Eben nicht. Deshalb habe ich Dir ja meine Antwort geschrieben.
Mit der Frage an Joachim

@ Joachim: Ist denn die schwache Wechselwirkung nicht die schwache Kernkraft und die starke Wechselwirkung die starke Kernkraft?

bringst Du's selbst auf den Punkt: Mit Kernkraft bezeichnet man in der Regel die Kern-Bindungskräfte, die bei Kernspaltung oder Kernfusion frei werden. Das ist aber nur ein kleiner Teil der Farbkraft, welche in den Protonen und Neutronen am Werk ist. Und noch viel kleiner ist die Kraft der schwachen WW. Die schwache WW ist nicht für die Kernbindung zuständig, sondern für den Betazerfall.

Orbit

 

[Ich]

Meinte natürlich, dass die schwache Wechselwirkung, der Ausläufer der starken Wechselwirkung sei.

Dem ist aber nicht so. Die schwache WW ist was anderes, was Joachim meint ist:

In der Beschreibung der starken Wechselwirkung muss unterschieden werden zwischen der Wechselwirkung der Quarks selber und der effektiven Wechselwirkung der aus Quarks zusammengesetzten Teilchen.

Allerdings ist auf der Seite ein Fehler:

Die starke Wechselwirkung zwischen zusammengesetzten Teilchen, die immer die Farbladung 0 haben, nimmt dagegen bei Vergrößerung der Abstände exponentiell ab, und kann phänomenologisch als Austausch von Gluonen beschrieben werden.

Soll wohl Pionen heißen; ich werd's später mal ändern, wenn man mir das nicht noch ausredet.

 

[Orbit]

Ich
Steckt aber der Fehler im Wiki-Artikel nicht vor allem hier

Die starke Wechselwirkung zwischen zusammengesetzten Teilchen ... nimmt dagegen bei Vergrößerung der Abstände exponentiell ab...

Die nimmt doch mit dem Abstand zu.

Orbit

 

[jonas]

Je grösser der Abstand desto stärker die starke Wechselwirkung? Orbit, ich glaube jetzt bringst Du was durcheinander.

 

[Orbit]

Jonas
Ja, ich meinte das:

Die Wechselwirkung der Quarks ist asymptotisch frei und bewirkt die Einschließung der Quarks

Steht zwei Zeilen weiter oben im Wiki-Artikel. Ich habe

zusammengesetzten Teilchen, die immer die Farbladung 0 haben

überlesen.
Orbit

 

[ins#1]

@DrShmurge:
Farbkraft ist ein Synonym für die starke (Kern)kraft, da ihre Eichbosonen, die Gluonen in 8 verschiedenen Farben auftreten (sind nur zur Unterscheidung vergebene Namen).

@Ich:
ja, das muss Pion heissen.

Farbladung 0 ist in etwa wie "elektrisch neutral" zu verstehen. Nur bezogen auf die 3 Freiheitsgrade der Farbkraft.

Je grösser der Abstand desto stärker die starke Wechselwirkung?

Allerdings. Da hat Orbit nichts durcheinander gebracht. In welchem Kontext seine Antwort jetzt steht, ist mir allerdings nicht klar.

Gruß
ins#1

 

[Orbit]

ins#1

In welchem Kontext seine Antwort jetzt steht, ist mir allerdings nicht klar.

Die asymptotische Freiheit gilt nur zwischen Teilchen mit Farbladung, also zwischen den Quarks, nicht aber zwischen den farbneutralen Tripletts. Bei denen gilt

Die starke Wechselwirkung zwischen zusammengesetzten Teilchen ... nimmt dagegen bei Vergrößerung der Abstände exponentiell ab...

was dann eben zur der beobachteten geringen Reichweite der Bindungskräfte führt.
Orbit

 

[ins#1]

jain, genau betrachtet ist ein farbneutrales Triplett zu einem weiteren Triplett (Baryon zu Baryon) nicht exakt farbneutral, da sich die jeweils drei Quarks nicht exakt so gegenüber stehen können dass sie rein gar nichts voneinander spüren. Dieses voneinander fühlen von z.B. einem Proton und Neutron (beide farbneutral) oder, wie Joachim sagte, die

Restkraft der starken Wechselwirkung

spüren die Teilchen näherungsweise als virtuellen Austausch von Pi-Mesonen. Dieses Bild ist aber prae-QCD (also vor der Quark-Ära), oder nach Joachim "klassisch" und somit nicht mehr zeitgemäß.

ins#1

 

[Orbit]

ins#1

Dieses Bild ist aber prae-QCD (also vor der Quark-Ära), oder nach Joachim "klassisch" und somit nicht mehr zeitgemäß.

Ist die zeitgemässe Auffassung die einer Van der Waals-Bindung der Farbkraft? Wenn ja, ist das widerspruchsfrei beschrieben? Mir scheint nämlich, dass noch nicht mal die elektromagnetische Van der Waals-Bindung restlos befriedigend von der QM interpretiert wird. Vielleicht liegt's aber auch nur an der Formulierung im Wiki.
Orbit

 

[Ich]

spüren die Teilchen näherungsweise als virtuellen Austausch von Pi-Mesonen.

Die Pis bringen da aber die Masse rein (exponentieller Abfall statt r^-6, wie's wohl bei virtuellen Gluonen wäre) und vermitteln ständige Neutron-Proton-Umwandlung. Ich bin nicht auf dem neuesten Stand, aber ich glaube doch, dass das Pion-Modell schon noch seine Berechtigung hat.

 

[Orbit]

@ Ich

und vermitteln ständige Neutron-Proton-Umwandlung

Wie erklärst Du Dir dabei, dass sich die Ordnungszahl Z aber nie ändert? Der Hintergrund dieser Frage ist mein Beitrag 18 in diesem Thread.
Orbit

 

[ins#1]

Orbit: Ich denke, das verhält sich wie bei der QCD wie bei der QED und dazu schreibt Joachim auf seiner Seite

Quantenmechanisch ist die Van-der-Waals-Bindung ein besonders schwacher Spezialfall der kovalenten Bindung. Dort habe ich beschrieben, dass man durch Mischung von atomaren Orbitalen Molekülorbitale bilden kann, mit denen man die kovalente Bindung erklärt. Berechnet man solche Molekülorbitale für Edelgase, so bekommt man Orbitale, die fast den atomaren Orbitalen entsprechen, aber eine kleine Bindung der Atome erzeugen. Die Van-der-Waals-Bindung folgt also den gleichen quantenmechanischen Regeln wie die kovalente Bindung.

http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Pionaustauschmodell.png

ins#1

 

[Ich]

Wie erklärst Du Dir dabei, dass sich die Ordnungszahl Z aber nie ändert?

Naja, weil immer ein N in ein P umngewandelt wird und umgekehrt. Das Pion ist ja immer noch virtuell, es kann nicht raus. Wenn es weg ist, müssen alle Erhaltungssätze wieder gelten.

 

[ins#1]

genau, und dort ist auch die Unterscheidung zum Beta-Zerfall, richtig?

ins#1

 

[Ich]

Ha, die Frage habe ich befürchtet. Ich behaupte einfach mal: Wenn Zerfall über Pionen energetisch möglich ist, wird er passieren, und zwar in 10^-viel Sekunden. Erst wenn er nicht möglich ist, gibt es die Kerne überhaupt lang genug, dass man Lebensdauern (und Betazerfall) messen könnte.

 

[Orbit]

@ ins#1 & Ich
Könnte einer von Euch den Wortwechsel der beiden letzten Beiträge für ein einfaches Gemüt wie meines noch ausdeutschen?
Orbit