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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Informationsverlust in einem SL



elnolde
18.03.2008, 21:27
Hallo Forum,

in verschiedener Literatur kann man lesen, dass es den Astrophysikern Kopfzerbrechen bereitet, was es denn mit der Vernichtung von "Information" und der Singularität auf sich hätte.

Was genau ist denn hierbei mit "Information" gemeint? Von welchem Informationsverlust ist denn hier die Rede? Meint man damit die Information, Teilchen auf dem Weg zum EH hat Info über Masse und Impuls und wird innerhalb des Horizonts aufgelöst?

Beste Grüße

elnolde

elnolde
29.03.2008, 17:51
Hallo Freunde der Nacht;)

ich wollte meine Frage nur nochmals in Erinnerung rufen. Ich konnte Information über die vernichtete "Information" bisher nicht aus meiner Literatur herauslesen.

Kann mir jemand etwas über diese Natur der Information sagen oder einen Link zum Besten geben?

Grüße

elnolde

mac
29.03.2008, 18:24
Hallo elnolde,

hier
http://www.astronews.com/forum/showthread.php?p=10486
http://www.astronews.com/forum/showthread.php?p=3722
wurde über dieses Thema schon mal diskutiert. Vielleicht hilft Dir das etwas weiter?

Herzliche Grüße

MAC

DrShmurge
29.03.2008, 20:17
Ein Beispiel: Licht besteht aus Lichtteilchen, die in Lichtquanten verpackt sind, um diese Lichtteilchen zu trennen und einzeln zu analysieren, bräuchte man soviel Energie auf so einem kleinem Raum, dass ein Schwarzes Loch entstehen und wiederrum die ganze Information in seiner Singularität festhalten würde. ;)

Information ist das was man über diese Teilchen erfahren könnte, Masse - Energie, vielleicht auch den Spin.

jonas
29.03.2008, 20:38
@DrShmurge
Lichtteilchen bestehen laut Standardmodell aus Photonen. Photonen sind Bosonen und damit eine andere Teilchenklasse als Quarks.

Laut Wikipedia tragen Quarks einen Spin von 1/2, Photonen sind Spin-1 Teilchen.

Photonen sind elementar und können nicht weiter zerlegt werden. Daher ist mir dieser Satz:
um diese Lichtteilchen zu trennen und einzeln zu analysieren, bräuchte man soviel Energie auf so einem kleinem Raum, dass ein Schwarzes Loch entstehen und wiederrum die ganze Information in seiner Singularität festhalten würde.vollkommen unverständlich.

DrShmurge
29.03.2008, 20:43
Meinte aus Lichtquanten, nicht aus Lichtquarks.
Habe mich vertippt.

DrShmurge
29.03.2008, 21:09
Meinte aus Lichtquanten, nicht aus Lichtquarks.
Habe mich vertippt. Lichtquanten = Photonen.

Dieses Zitat habe ich übrigens aus "Verborgene Universen" von Lisa Randall. Professorin für theoretische Physik an der Harward Universität.


Photonen sind elementar und können nicht weiter zerlegt werden. Derzeit stimmt das, doch auch früher hat man angenommen das man Atome nicht zerlegen kann, dann hat man die Elektronen, Protonen und Neutronen entdeckt, wieder später hat man entdeckt, dass Protonen und Neutronen wiederrum aus Quarks bestehen. Und ich weiß, dass es kein gutes Argument ist, aber darum geht es mir nicht.

Übrigens habe ich mir vorgenommen, die Bücher nochmals durch zu lesen, denn sie sind es wert ein zweites Mal gelesen zu werden. Wenn ich es finde kann ich ja ein Bild davon machen.

jonas
29.03.2008, 21:17
doch auch früher hat man angenommen das man Atome nicht zerlegen kannStreng genommen ist das nicht richtig. Die Griechen haben mit "Atomos" das bezeichnet, was nicht mehr weiter geteilt werden kann, das "Unteilbare".

Vor der Physik hat die Chemie das Atom (nach heutiger lesart) als das elementare Teilchen erkannt, da für die Chemie die Atome die relevanten Bausteine sind. Und das hat sich eben historisch als Begrifflichkeit für diese Objekte erhalten. Nach der griechischen Definition wären die Atome heute die Bosonen und Quarks, denen die Strings den Rang des "Unteilbaren" gerade versuchen streitig zu machen.

Gut, ich sehe ein, das ist akademische Haarspalterei :D

DrShmurge
29.03.2008, 21:27
Streng genommen ist das nicht richtig. Die Griechen haben mit "Atomos" das bezeichnet, was nicht mehr weiter geteilt werden kann, das "Unteilbare".

Vor der Physik hat die Chemie das Atom (nach heutiger lesart) als das elementare Teilchen erkannt, da für die Chemie die Atome die relevanten Bausteine sind. Und das hat sich eben historisch als Begrifflichkeit für diese Objekte erhalten. Nach der griechischen Definition wären die Atome heute die Bosonen und Quarks, denen die Strings den Rang des "Unteilbaren" gerade versuchen streitig zu machen.

Gut, ich sehe ein, das ist akademische Haarspalterei :D

Ja, die Strings, die habe ich ja ganz vergessen, vielleicht wird man irgendwann noch etwas "kleineres" finden...

Nathan5111
29.03.2008, 22:36
Schön, dass Du alles, was 10 Minuten vor Dir gesagt wurde, als Zitat verwendest.

Ohne Gruß
Nathan

elnolde
30.03.2008, 09:08
Danke erstmal,

bin jetzt eine Woche lang weg...Ihr kommt ja sicherlich ohne mich klar;)

Beste Grüße

elnolde

DrShmurge
30.03.2008, 14:13
Schön, dass Du alles, was 10 Minuten vor Dir gesagt wurde, als Zitat verwendest.

Ohne Gruß
Nathan

Verstehe nicht, kannst du es mir bitte erläutern?

@jonas: Das mit den Lichtquanten war sicherlich nicht das beste Beispiel. Man kann es aber an den Quarks vorführen. Zum Beispiel an den Up- und Down-Quarks in einem Proton. Diese werden ja durch die starke Wechselwirkung zusammengehalten. Habe gelesen, dass die schwache Wechselwirkung nur der Ausläufer der starken Kernkraft sei. Durch diese schwache Wechselwirkung werden ja die Protonen trotz ihre gegenseitigen positiven Abstoßung zusammengehalten.

Nun, um diese Quakrs von einander zu trennen bräuchte man soviel Energie auf solch einem kleinem Raum, dass man ein Schwarzes Loch erschaffen würde.

mfg
DrShmurge

jonas
30.03.2008, 14:24
Nun, um diese Quakrs von einander zu trennen bräuchte man soviel Energie auf solch einem kleinem Raum, dass man ein Schwarzes Loch erschaffen würde.Wie kommst Du auf diesen Gedanken? Wurde denn, als die Quarks entdeckt wurden, in dem Beschleuniger ein schwarzes Loch erschaffen? Wohl kaum ;)

Orbit
30.03.2008, 14:48
DrShmurge

Habe gelesen, dass die schwache Wechselwirkung nur der Ausläufer der starken Kernkraft sei.
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

Nathan5111
30.03.2008, 16:20
Verstehe nicht, kannst du es mir bitte erläutern?

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

ins#1
30.03.2008, 18:59
@Nathan5111: ein Hinweis auf die entsprechende Forenregel (http://www.astronews.com/info/forum_nutzung.html) Nr. #8 hätte es auch getan.

@Jonas:
Quarks sind nur postulierte Teilchen die als freies Teilchen nicht vorkommen. Deshalb auch kein Nachweis derer in Beschleunigern. Zwar habe ich noch nicht gehört, dass, wie von DrShmurge geschrieben, soviel Energie auf so kleinem Raum gebracht werden müsste dass ein SL entstünde, wenn man freie Quarks erzeugen möchte, jedoch vermute ich da einen starken Zusammenhang mit der Hoffnung vieler (String?)-Theoretiker auf Mini-SL (http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Loch#Schwarze_Mini-L.C3.B6cher) am LHC. Lange bevor man genug Energie auf kleinstem Raum zusammenbringt, die nötig wäre zwei Quarks voneinander zu trennen, erzeugt man andere Elementarteilchen.

@DrShmurge:


Habe gelesen, dass die schwache Wechselwirkung nur der Ausläufer der starken Kernkraft sei. Durch diese schwache Wechselwirkung werden ja die Protonen trotz ihre gegenseitigen positiven Abstoßung zusammengehalten.


kenne ich so ähnlich ebenfalls. Dazu gleich noch was. Könntest du das ausführlicher erklären?

@Orbit:
gut dass Du den Beitrag nochmal rausgeholt hast. Ein paar Beiträge darüber (post #31 (http://www.astronews.com/forum/showpost.php?p=27971&postcount=31)) schrieb Joachim (http://www.astronews.com/forum/member.php?u=689)


Das wird nicht so einfach. Wie Patrick schon schrieb ist hier die starke Wechselwirkung entscheidend. Die wird klassisch durch den Austausch von Pionen vermittelt.


Zu diesem Zeitpunkt war mir noch nicht mal klar, was Pionen überhaupt sind (ausser dass sie aus einem Quark/Antiquark bestehen). Ich frage mich, was er mit einem "klassischen Austausch" genau gemeint hat. Ich habe von folgender Betrachtung gehört (ist mit Vorsicht zu genießen da ich mir alles andere als sicher über deren Richtigkeit bin):
Die Protonen und Neutronen innerhalb eines Atomkerns, welche jeweils selbst durch die Gluonen der Farbkraft zusammengehalten werden, erzeugen beim "umeinanderschwirren" Pionen, die sie sich gegenseitig zuwerfen. Diese entstehen deshalb, weil die (starke) Farbkraft mit größerer Entfernung der einzelnen Hadronkonstituenten (Kernbausteine) stark zunimmt - wie ein zähes Gummiband eben. Dass die einzelnen Hadronen im Nukleon zusammenhalten wird nun dadurch erreicht dass sich die Protonen und Neutronen gegenseitig Pionen (http://de.wikipedia.org/wiki/Pion) zuwerfen und dabei selbst ihren Zustand von Proton zu Neutron wechseln. Wenn das so stimmt, dann ist der Vorgang ein ganz anderer, als der des freien Betazerfalls (http://de.wikipedia.org/wiki/Betazerfall) (oder des umgekehrten Prozesses, dem Elektroneneinfang (http://de.wikipedia.org/wiki/Elektroneneinfang)), da ja überhaupt keine Elektronen beteiligt sind. Ich vermute aber dass es sich rein um virtuelle Teilchen handelt, da innerhalb des sehr kleinen Nukleons genug Unschärfe für diese Prozesse zur Verfügung steht. Auch wenn man sich dieses Durcheinander irgendwie "klassisch" vorstellen kann, so ist es mit den virtuellen Teilchen aber bereits Quantenmechanisch unscharf.

Edit: und genau da kommt vermutlich die schwache Kraft ins Spiel. Bei der Pion/Hadron Wechselwirkung (also am einzelnen Proton oder Neutron im Nukleon) findet dann über ein W/Z-Boson ein Austausch von Energie statt.

Ist zwar alles nicht ganz auf's topic bezogen, aber dürfte kein Problem für elnolde sein, denke ich. Bitte korrigiert mich oder erzählt eure Sicht der Dinge.

Gruß
ins#1

Joachim
30.03.2008, 20:17
Hallo DrShmurge, hallo ins#1, hallo zusammen,


Habe gelesen, dass die schwache Wechselwirkung nur der Ausläufer der starken Kernkraft sei. Durch diese schwache Wechselwirkung werden ja die Protonen trotz ihre gegenseitigen positiven Abstoßung zusammengehalten.

Das stimmt so nicht. Die Protonen werden trotz ihrer gegenseitigen Abstoßung durch die Restkraft der starken Wechselwirkung zusammengehalten. Die Quarks innerhalb eines Protons (oder Neutrons) können den Verband nicht verlassen. Durch Streuexperimente findet man, dass sich in einem Heliumatoms beispielsweise wirklich zwei Protonen und zwei Neutronen befinden und nicht etwa 6 Up-Quarks und 6 Down-Quarks durcheinander. Also ziehen sich je zwei Up- und ein Down-Quark durch Gluonen-Wechselwirkung so stark an, dass sie ein abgeschlossenes Proton ergeben. Dieses Proton ist nach außen Farbneutral. Warum sollte es also ein benachbartes Proton anziehen?

Die antwort ist: Durch eine Art starke van-der-Waals-Bindung (http://www.quantenwelt.de/atomphysik/modelle/bindungen/vanderwaals.html). benachbarte Protonen oder Neutronen ziehen einander an, weil sie "spüren", dass der Nachbar eben nicht gleichmäßig farblos ist, sondern gewisse Farbladungen hat. Dieses Restfeld der starken Kernkraft kann nun in erster Näherung als Austausch von Pionen verstanden werden. Pionen tragen genau ein Quark und ein Antiquark des Typs Up und/oder Down. Und sie tragen jeweils Ladung und Anti-Ladung, so dass sie farbneutral sind und so das Teilchen verlassen können. Der Austausch von Pionen macht also genau das, was man von der anziehenden Restkraft erwartet: Er lässt die Farbneutralität der Protonen und Neutronen intakt. Er kann durch neutrale Pionen zwischen Protonen und Neutronen je untereinander, aber auch durch geladenen Pionen zwischen je einem Proton und einem Neutron vermitteln. Und zu guter letzt ist seine Reichweite wegen der begrenzten Lebensdauer von Pionen kurz.

Diese Restkraft durch Pionen darf man aber nicht mit der schwachen Wechselwirkung verwechseln. Sie ist immer noch stärker als die elektrische Abstoßung, also sehr stark. Die schwache Wechselwirkung wird nicht durch Pionen, sondern durch W- und Z-Bosonen vermittelt. Sie ist schwächer als die elektrische Kraft und bewirkt Umwandlungen von Quarks und von Elektronen in Neutrinos und umgekehrt.

Gruß,
Joachim

Orbit
30.03.2008, 20:48
ins#1

Dass die einzelnen Nukleonen im Atomkern zusammenhalten wird nun
dadurch erreicht dass sich die Protonen und Neutronen gegenseitig Pionen zuwerfen und dabei selbst ihren Zustand von Proton zu Neutron wechseln. Wenn das so stimmt,...
C.N. Yang und Robert L. Mills stellten sich das in ihrer Theorie von 1954 so vor, und nannten es globalen Isospin. Daraus folgte, dass Proton und Neutron zwei Erscheinungsformen quantenmechanischer Prozesse sind, die sich nur in der Abfolge ihres Tarnsformationsprozesses unterscheiden (nicht abelsche Theorie). Weil aber die Protonen- und Neutronenzahl in den meisten Atomen nicht symmetrisch ist, muss diese globale Isospin-Symmetrie lokal gebrochen sein. Die ursprüngliche Yang-Mills-Theorie wurde deshalb zu einer Theorie mit lokalem Isospin weiter entwickelt. Der Higgs-Mechanismus ermöglicht den lokalen Isospin. Danach kann die Abfolge de Symmetrie-Transormation so sein, dass sich ein Proton innerhalb des globalen Isospins das Proton bleibt oder das Neutron ein Neutron.

Orbit
P.S. Warum Joachim von "klassischem Austausch" sprach, ist mir auch nicht klar.

Joachim
30.03.2008, 20:56
P.S. Warum Joachim von "klassischem Austausch" sprach, ist mir auch nicht klar.

Weil dieser Ansatz schon 1935 von Hideki Yukawa publiziert wurde. Ich weiß, das war eine schlechte Wortwahl, weil klassisch oft als Gegenteil von quantenmechanisch verwendet wird. Tschuldigung.

Gruß,
Joachim

ins#1
30.03.2008, 20:56
Warum sollte es also ein benachbartes Photon anziehen?

Du meinst natürlich Proton.

Danke erstmal, ich glaube mir ging soeben ein Lichtlein auf, zumindest glimmen tut's schon.
Wenn ich Dich richtig verstehe, trifft meine Beschreibung also einigermaßen zu. Bitte gehe noch auf folgendes ein:

Die Pionen, die als Restkraft der Farbkraft entstehen, erscheinen nur virtuell (schliesslich sind sie stets aus Quark-/Antiquark zusammengesetzt) - das heißt, innerhalb eines Heliumatoms beispielsweise, sind sie nicht als reales Teilchen zu betrachten. Dennoch ist diese Form der Bindung der Hadronen untereinander nur ein Tropfen auf den heissen Stein - den Löwenanteil macht die Farbkraft an sich aus.
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?

Gruß
ins#1

Joachim
30.03.2008, 21:12
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
30.03.2008, 21:18
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
31.03.2008, 09:15
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
31.03.2008, 16:56
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
31.03.2008, 17:13
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
31.03.2008, 17:15
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 (http://de.wikipedia.org/wiki/Starke_Wechselwirkung)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
31.03.2008, 17:35
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
31.03.2008, 17:41
Je grösser der Abstand desto stärker die starke Wechselwirkung? Orbit, ich glaube jetzt bringst Du was durcheinander.

Orbit
31.03.2008, 18:24
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
31.03.2008, 19:19
@DrShmurge:
Farbkraft ist ein Synonym für die starke (Kern)kraft (http://de.wikipedia.org/wiki/Grundkr%C3%A4fte_der_Physik#Starke_Wechselwirkung) , 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
31.03.2008, 19:29
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
31.03.2008, 20:29
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
31.03.2008, 20:45
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
31.03.2008, 20:56
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
31.03.2008, 21:13
@ 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
31.03.2008, 21:32
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 (http://www.quantenwelt.de/atomphysik/modelle/bindungen/kovalent.html). Dort habe ich beschrieben, dass man durch Mischung von atomaren Orbitalen (http://www.quantenwelt.de/atomphysik/modelle/orbital.html) 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
31.03.2008, 21:33
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
31.03.2008, 21:37
genau, und dort ist auch die Unterscheidung zum Beta-Zerfall, richtig?

ins#1

Ich
31.03.2008, 21:54
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
31.03.2008, 22:04
@ ins#1 & Ich
Könnte einer von Euch den Wortwechsel der beiden letzten Beiträge für ein einfaches Gemüt wie meines noch ausdeutschen?
Orbit

ins#1
31.03.2008, 22:20
Pionen zerfallen aber nicht schwach. Das bräuchte schwerere Teilchen mit strangeness. Ob es soetwas wie einen virtuellen Betazerfall von schwereren Mesonen gibt, bei dem die Ordnungszahl erhalten bleibt, ist die Frage. Nach der Grafik von Wikipedia (Pionaustauschmodell) gibt es jedenfalls kein Erhaltungsproblem. Nur, gilt das immer? Der Betazerfall, wie er z.B. in erster Instanz der Kernfusion in der Sonne geschieht, ist dann ein ganz anderer Prozess.

Orbit: Ob ich Ich nun richtig verstanden habe, weiss ich auch (noch) nicht

ins#1

edit: den Satz bitte wegdenken, hab' schon Hirnknoten

Ich
01.04.2008, 08:54
Ob ich Ich nun richtig verstanden habe, weiss ich auch (noch) nicht
Ich weiß auch noch nicht, ob ich mich richtig vertanden habe. Was ich sagen wollte: Wenn ein Kern soviel Überschussenergie hat, dass so ein Pion davonkommt statt nur das nächste Nukleon zu belästigen, dann kann sich auch die Ordnungszahl des Kerns ändern.
Der Prozess müsste aber so schnell gehen, dass so ein Kern schon wieder zerfallen wäre, bevor man ihn sieht.

Joachim
01.04.2008, 09:49
aber ich glaube doch, dass das Pion-Modell schon noch seine Berechtigung hat.

Glaub ich auch. Ich bin ja immer auch auf Didaktik aus und ich finde, dass der Teilchenaustausch dazu verführt klassisch zu denken, wenn er nicht ordentlich mit Störungstheorie in Verbindung gebracht wird. Das Pion ist das leichteste farbneutrale Boson, das stark wechselwirkt. Es ist nur schlappe 140 Megaelektronenvolt schwer. Das nächste Boson heißt Eta und bringt schon 550 MeV in das Kalorimeter. Deshalb spielt bei kleinen Energieübertragungen nur das virtuelle Pion eine Rolle, die anderen virtuellen Austauschteilchen gehen im Rauschen unter. So jedenfalls verstehe ich das.

Ob man mit der van-der-Waals-Kraft-Analogie oder mit Pionenaustausch argumentiert ist eigentlich egal, nur muss man sich beim Pionenaustausch darüber klar sein, dass Teilchenaustausch nur ein Kurzwort für "erste Ordnung Störungstheorie in einer Quantenfeldtheorie" ist.

Gruß,
Joachim

Ich
01.04.2008, 10:00
Ob man mit der van-der-Waals-Kraft-Analogie oder mit Pionenaustausch argumentiert ist eigentlich egal
Gibt's da messtechnisch erfassbare Unterschiede? Die beiden Möglichkeiten haben ja unterschiedliches Potential, und sind auch konzeptionell ganz anders.

Joachim
01.04.2008, 10:14
Gibt's da messtechnisch erfassbare Unterschiede? Die beiden Möglichkeiten haben ja unterschiedliches Potential, und sind auch konzeptionell ganz anders.

Es ergibt sich natürlich nicht das gleiche Potential, wie bei der van-der-Waals-Kraft. Worum es mir geht ist, dass es das selbe Prinzip ist:

Sowohl bei der Kernkraft als auch bei der van-der-Waals-Kraft haben wir nach außen hin neutrale Teilchen, die einander aufgrund ihrer inneren Ladungsstruktur anziehen. Der Schlüssel ist hier die Polarisierbarkeit: Zwei benachbarte Atome beeinflussen einander so, dass sie im zeitlichen Mittel synchron polarisiert sind. Ich meine sogar, dass man die van-der-Waals-Kraft sogar durch einen Zwei-Photonen-Austausch beschreiben kann. Aber da müsste ich nochmal suchen, ob ich dazu Quellen finde. Analog sind zwei Nukleonen farbneutral aber farb-polarisierbar und diese gegenseitige Beinflussung der Nukleonen, die zu einer Netto-Anziehung führt, wird durch Pionenaustauch dargestellt.

Gruß,
Joachim

Joachim
01.04.2008, 10:30
Schon gefunden!

Es steht in "Kernphysik" von Theo Mayer-Kuckuk, Teubnar Stuttgart, 6. Auflage (1994) S. 173.

Gruß,
Joachim

Ich
01.04.2008, 11:28
Ok, nur noch eine Frage: warum plagt sich die Wechselwinrkung mit Pionen rum statt mit geeigneten Gluonen, die wenigstens keine Masse hätten? Braucht man da immer gleich 8 wegen der Farbe?

ins#1
01.04.2008, 20:39
http://www.weltderphysik.de/de/363.php (ab 2. Hälfte - ich spare mir quotes, das ist insgesamt wissenswert).

Mit den Gluonen ist's total kompliziert. Da sie sich nur für die Farbe der Quarks interessieren und dabei selbst Farbe+Antifarbe tragen, was sie mit sich selbst wechselwirken lässt, ist das viel komplizierter als nur mit 2 verschiedenen Ladungen zu hantieren. Näherungsweise nimmt man dann eben die Pionen als Kraftvermittler, was bei der Distanz der Baryonen untereinander mit



"erster Ordnung Störungstheorie in einer Quantenfeldtheorie"


scheinbar genau genug ist.
Im Prinzip braucht man die Gluonen einfach, wenn man Quarks postuliert. Sonst könnte man sich z.B. nicht das Delta-Partikel erklären, welches aus 3 up-quarks mit je Spin +1/2 daher kommt. Also gibt man den 3 up-quarks unterschiedliche Farben und hat durch den weiteren Freiheitsgrad keine Probleme damit. Gluonen sieht man folglich ebenso nicht frei, wie die Quarks eben - eine Konsequenz des confinements der QCD. Das passt wie die Faust auf's Auge.

Gruß
ins#1

Joachim
02.04.2008, 11:24
Ok, nur noch eine Frage: warum plagt sich die Wechselwinrkung mit Pionen rum statt mit geeigneten Gluonen, die wenigstens keine Masse hätten? Braucht man da immer gleich 8 wegen der Farbe?

Siehst du, das ist genau der Grund, warum mir der Teilchenaustausch als alleiniges Erklärungsmodell Bauchschmerzen bereitet:

Gehen wir mal zur van-der-Waals Kraft zwischen Edelgasatomen zurück: Auch hier kann man ja Fragen, warum sich die Natur die Mühe macht, immer zwei Photonen gleichzeitig auszutauschen. Eines würde doch genügen.

Der Austausch eines Photons ist aber der Term, der eine Ablenkung eines geladenen Teilchens in einem statischen Feld beschreibt. Da es bei der Wechselwirkung zweier Edalgasatome keine statischen Felder außerhalb der Elektronenschalen gibt, ist dieser erste Term null und man muss weitere hinzunehmen. Der Zwei-Photonen-Austausch ist nun der Term, der die gegenseitige Induktion von Dipolen beschreibt: Zwei Atome kommen sich nahe und beeinflussen einander so, dass sich ein gemeinsamer energetisch günstigerer Zustand bildet.

Ähnlich ist es in der starken Wechselwirkung: Der Gluonen-Austausch beschreibt die Wirkung eines Farbfeldes auf ein farbgeladenes Teilchen. Außerhalb der Nukleonen ist das Farbfeld aber abgeschrimt, so wie das elektrische Feld außerhalb eines Edelgasatoms abgesättigt ist. Daher verschwinden hier die Terme, die durch direkten Gluonen-Austausch beschrieben werden. Statt dessen muss man höhere Terme hinzunehmen, nämlich die, die gegenseitige Farbpolarisieruung beschreiben. Und das ist eben als erster Term der virtuelle Pionen-Austausch.

Erst wenn sich die Nukleonen richtig nahe kommen, tauchen sie auch in ihre gegenseitigen Farbfelder ein. Dann hat man ein Quark-Gluon-Plasma und direkter Gluon-Austausch wird wichtig.

Gruß,
Joachim

Orbit
02.04.2008, 13:00
Hallo Joachim
Ich glaube, Deinen Beitrag verstanden zu haben. Was mir jetzt aber immer noch nicht klar ist:
Welches wäre nun Deine bauchschmerzenfreie Vorstellung? ;)
Orbit

Ich
02.04.2008, 14:25
Der Gluonen-Austausch beschreibt die Wirkung eines Farbfeldes auf ein farbgeladenes Teilchen. Außerhalb der Nukleonen ist das Farbfeld aber abgeschrimt, so wie das elektrische Feld außerhalb eines Edelgasatoms abgesättigt ist. Daher verschwinden hier die Terme, die durch direkten Gluonen-Austausch beschrieben werden. Statt dessen muss man höhere Terme hinzunehmen, nämlich die, die gegenseitige Farbpolarisieruung beschreiben. Und das ist eben als erster Term der virtuelle Pionen-Austausch.
Und genau das war meine Frage: Warum ist der erste Term Pionen-Austausch?
Offensichtlich muss was weißes raus, d.h. das confinement zu überwinden ist bereits auf dieser Skala sehr teuer. Oder andersrum: das Farbfeld verschwinded sehr rasch. Oder noch anders: Es gibt gar kein Farbfeld, weil das Nukleon kugelsymmetrisch ist. Vielleicht kannst du da das schönste (am wenigsten falsche) raussuchen.
Gibt's keine weißen Gluon-Antigluon-Paare? Ich weiß es nicht mehr, und das Internet warsich nicht ganz sicher ob Gluonen ihre eigenen Antiteilchen sind. Wenn es sowas gäbe, müsste das doch der erste Term sein - schätze ich, weil ich eine niedrigere Masse annehmen würde.
Wenn das kleinste weiße Gluonding eins mit 8 Stück ist, dann sehe ich ein, dass ein Pion leichter auszuborgen ist.

ins#1
02.04.2008, 14:37
Also auf's Gluon in der QCD gemünzt, wo weiss keine Bedeutung hat (deshalb gibts nur 8 und nicht 9), interessieren sich die Nukleonen nicht füreinander. Also läuft ein Term gegen 0 und ist damit nicht berechenbar. Ein Meson ist wegen der 2 Quarks i.d.R. farbig, ausser es handelt sich um ein Quarkonium (http://de.wikipedia.org/wiki/Quarkonium). Also bringt man virtuell die "bunten" Mesonen ins Spiel und kann nun wieder rechnen, also vorhersagen treffen, da die Mesonen den anderen Baryonen sehr nahe kommen und dadurch wieder Gluonen über sehr kurze Distanzen austauschen.

Gruß
ins#1

Ich
02.04.2008, 15:00
Wenn sie jetzt auch noch bunte Mesonen erfinden, dann sind da Schweizer (http://www.astronews.com/forum/showthread.php?p=35082&highlight=b%E4lle#post35082) beteiligt.
Als Nichtschweizer warte ich mal ab, was noch so kommt. Bin grad verwirrt.

ins#1
02.04.2008, 15:05
bunt deshalb, weil bei 2 farbigen Mesonen kein "weiss" (farbneutral) erzeugt wird, das braucht 3 Farben (wie bei den Baryonen). Mit Ausnahme der Quarkonia.

Orbit
02.04.2008, 15:08
Wenn sie jetzt auch noch bunte Mesonen erfinden, dann sind da Schweizer beteiligt.
Warum nicht? Bern soll ja kein schlechter Nährboden für revolutionäre Ideen in der Physik sein. ;)
Nein, im Ernst: Bei einer Volksabstimmung zur Frage, ob es farbige Mesonen gebe, werde ich ein klares Nein in die Urne legen. :-)))))

Orbit
02.04.2008, 15:14
ins#1
Aber nach meinem bisherigen Verständnis gab Farbe und Antifarbe auch weiss.
Soll es nun beispielsweise blau-grüne Mesonen geben anstatt blau-antiblaue oder grün-antigrüne?

Ich
02.04.2008, 15:20
bunt deshalb, weil bei 2 farbigen Mesonen kein "weiss" (farbneutral) erzeugt wird, das braucht 3 Farben (wie bei den Baryonen). Mit Ausnahme der Quarkonia.
Nein, Farbe und Antifarbe tut's auch (Antiquarks haben Antifarbe).

Warum nicht? Bern soll ja kein schlechter Nährboden für revolutionäre Ideen in der Physik sein.
Hmm, da hat mal einer eine Kühlschrank erfunden, glaube ich.

Nein, im Ernst: Bei einer Volksabstimmung zur Frage, ob es farbige Mesonen gebe, werde ich ein klares Nein in die Urne legen.
Bei uns hätte sowas früher der Stoiber festgelegt. Keine Ahnung, wie das heutzutage geregelt wird.

ins#1
02.04.2008, 15:30
Ja, die farb/antifarbenen sind weiss. Die halten z.B. im Falle des Charmoniums (J/Psi) sogar recht lange, da das Quark+Antiquark sich so nahe sind, dass sie nur eine geringe Farbkraft untereinander spüren (wie ein schlaffes Gummiband eben, was oft als Metapher für den Wirkmechanismus der Farbkraft herangezogen wird). Das Teilchen hat im November 1974 die sogenannte Novemberrevolution ausgelöst, da es das Quarkmodell zu mehr als nur einer mathematischen Theorie wachsen lies indem man endlich den großen Bruder des up-Quarks gefunden (das charm) hatte - im Falle des J/Psi-Mesons bestehend aus charm/anticharm Quarks. Den großen Bruder des d-Quarks kannte man mit dem s-Quark bereits.

edit:


Soll es nun beispielsweise blau-grüne Mesonen geben anstatt blau-antiblaue oder grün-antigrüne?

Sowohl als auch. Halt: nicht ganz. Farbe und Anti-Farbe (muss aber nicht die Antifarbe der Farbe sein) ;-)

ins#1

Joachim
02.04.2008, 15:37
Mesonen sind immer farbneutral, weil sie aus Quark und Antiquark bestehen und daher Farbe und Anti-Farbe haben. Ich glaube, ins#1, du bringst da etwas durcheinander. Quarkonium sind die schweren Mesonen, deren Strangeness-, Charm- oder Bottom-Quantenzahlen sich aufheben und die daher über starke WW zerfallen können. Das ist eine andere Baustelle.

In einem hast du aber recht: Gluonen sind nie Farbneutral. Das liegt daran, dass eigentlich etwas anderes als weiß gefordert ist: In der Natur kommen nur Farb-Singuletts vor.

8 Gluonen bedeutet, dass es immerhin zwei farbneutrale gibt. Jedes Gluon hat eine Farb- und eine Antifarbladung. Bei je drei Farben oder Antifarben macht das drei mal drei, also neun Kombinationen. Drei davon sind weiß. Die neun Kombinationen werden quantenmechanisch in ein Oktett (acht Zustände) und ein Singulett (ein Zustand) eingeteilt. Die Quantenchromodynamik geht nun davon aus, dass es keinen Gluon-Singulett-Zustand gibt. Also fällt ein weißer Zustand weg. Zwei bleiben aber bestehen. Diese Zustände kommen aber auch nicht frei vor. Sie sind zwar weiß, aber kein Farb-Singulett, sondern farbneutrale Zustände eines Oktetts.

Mesonen sind aber Farb-Singuletts und können dem confinement "entkommen". Die leichtesten Mesonen sind die Pionen. Und nicht vergessen: Wir tauschen hier keine Murmeln aus, sondern beschreiben Störungsrechnung anschaulich durch Teilchenaustausch ;-)

Erklärt das etwas mehr? Ich müsste jetzt eigentlich noch erklären, was es mit den Oktetts auf sich hat, aber das mir im Moment zu kompliziert. Vielleicht fällt mir später etwas dazu ein...

ins#1
02.04.2008, 16:09
Ein rot/antirotes Meson ist weiss - keine Frage. Ist dann z.B. rot/antiblaues (antiblau=gelb) Meson garnicht erst erlaubt (bildet kein sehr kurzlebiges Teilchen)? Es gibt doch so viele (140 laut der Grafik (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/4/4c/Particle_chart.jpg)). Und insgesamt immerhin 18 verschiedene Quark-flavours, also viele Möglichkeiten. Bin verduzt.
Mein charmonium hab' ich nur erwähnt weil es geschichtlich eine große Rolle spielt.

ins#1

Joachim
02.04.2008, 16:11
Sowohl als auch. Halt: nicht ganz. Farbe und Anti-Farbe (muss aber nicht die Antifarbe der Farbe sein) ;-)


So einfach ist's nicht. Jedes Meson muss sich in einem Farb-Singulett-Zustand befinden. Das heißt, es muss sich völlig symmetrisch bezüglich Farbumbenennungen verhalten. Rot-antiblaue Mesonen gibt es nicht, sondern nur strahlend weiße.

Gruß,
Joachim

Orbit
02.04.2008, 16:19
Ich

Bei uns hätte sowas früher der Stoiber festgelegt. Keine Ahnung, wie das heutzutage geregelt wird.
Jetzt weisst Du es: durch Joachim.
Wenn sich bei Euch in München heute niemand mehr sowas zutraut, muss es halt ein Hamburger für Euch tun. :-)))
Orbit

ins#1
02.04.2008, 16:25
Gut, das macht auch Sinn (der mir noch nicht ganz klar ist). Aber schließlich ist genau das Sinn und Zweck dieser Kategorisierung. Die 3 unterschiedlichen Pionen unterscheiden sich dann in einem der anderen Freiheitsgrade, z.B. der Ladung. I see. Dadurch kommt man natürlich auch auf eine große Anzahl an Mesonen. Ich les' noch bissl was dazu, wird schon werden.

Edit: also ergibt Farbe+(beliebige)Antifarbe IMMER weiss... hach!!!! Ich hab mir das mischen von Farben im Kopf etwas anders vorgestellt. Dann bin ich froh dass ich hier nicht mit Buntstiften rumgemalt habe, sonst wäre ich wahrscheinlich völlig davon überzeugt gewesen, dass das alles Käse ist. LOL!

Gruß
ins#1

Ich
02.04.2008, 16:43
Um auf meine Frage zurückzukommen: ist das Pion das leichteste weiße Ding überhaupt? Und warum?

ins#1
02.04.2008, 16:48
@Ich:
auch wennst mich jetzt wahrscheinlich erstrecht nimmer für voll nimmst; ja das Pion(ium) ist das leichteste. Siehe hier (http://de.wikipedia.org/wiki/Meson#Liste_einiger_Mesonen). Warum sollte klar sein. Gibt weder leichtere Quarks als das up-Quark, noch einen freien Quark ;-)

ins#1

Ich
02.04.2008, 16:58
Ja, mir ist schon klar, dass und warum es das leichteste Meson ist. Die Frage war mehr, was denn die leichteste Gluonenkombination ist ("Glueball"), und ob es nachvollziehbare Gründe gibt, dass das Pion noch leichter ist.


auch wennst mich jetzt wahrscheinlich erstrecht nimmer für voll nimmst
Warum sollte ich dich nicht für voll nehmen?

ins#1
02.04.2008, 17:14
Warum sollte ich dich nicht für voll nehmen?


Weil ich bisher nicht den Eindruck hatte, dass das je der Fall war. Wenn dem nicht so ist, freut es mich :o

Innerhalb von Baryonen soll soweit ich weiß nur wenig Farbkraft wirken, man kann sich die Quarks im Quark-Gluon-Plasma deshalb als freie Teilchen vorstellen. Dann kommt man aber wieder zu dem Problem der "fehlenden Masse". Die 3 einzelnen Quarks eines Protons sind schließlich viel leichter als das fertige Proton.

ins#1

Orbit
02.04.2008, 17:25
ins#1

also ergibt Farbe+(beliebige)Antifarbe IMMER weiss...
Nein. Wenn ich Joachim richtig verstehe...

Das heißt, es muss sich völlig symmetrisch bezüglich Farbumbenennungen verhalten. Rot-antiblaue Mesonen gibt es nicht, sondern nur strahlend weiße.
...eben nicht.

Meinst Du etwa, dass das Pion nicht zwangsläufig aus einem Quark und seinem Antiquark bestehen müsse? Das wäre richtig. Nur bei den pi°-Mesonen ist das so. Die geladenen pi + und - bestehen aus einem u-Quark und einem Anti-d-Quark und umgekehrt. Ist eigentlich logisch; denn wie sollten sie sonst auf ihre ganzzahligen elektrischen Ladungen kommen?

Kurz: Antiquark und Antifarbe sind zwei verschiedene Kategorien.

Orbit

ins#1
02.04.2008, 18:49
@Orbit:
mir wurde kurz nach dem "edit" oben auch bewusst, dass ich eigentlich meine Einsicht, dass es ein rot/gelbes Meson nicht geben kann, wieder verworfen habe. Dass Antiquark nicht mit Antifarbe gleichzusetzen ist, habe ich schon erkannt, im ersten Moment jedoch vernachlässigt. Was mir jedoch noch dauernd im Kopf schwirrte, sind die 8 verschiedenen Farben der Gluonen, welche ihrerseits wie die Mesonen Farbe+Antifarbe tragen, sich aber mischen dürfen, wenn ein zu wechselwirkendes Quark in der Nähe ist. Nur nach strengen Regeln, klar. Siehe hier (http://www.weltderphysik.de/de/931.php).
Im Pion 3 verschiedene Teilchen zu sehen, scheint übrigens nicht ganz passend zu sein, da die up/down Quarks im Pion quantenmechanisch überlagert sind, also alle 3 Zustände zugleich einnehmen. Wenn man sich mit seinen Aussagen aber nicht auf etwas bestimmtes festnagelt, wird die Sache noch komplizierter, als sie eh schon ist.



Sie bilden dann Quark-Dreiergespanne wie die Protonen und Neutronen oder kurzlebige Quark-Antiquark-Verbindungen, die den Namen Meson tragen.


Also ist ein Meson mit Farbe+Antifarbe deshalb weiss, weil sich ein Gluon dazu mischt? Oder "einfach" aus dem Grund, weil rot+antirot=weiss ergibt. Dass es trotzdem mit einem Baryon wechselwirkt liegt dann daran, dass ein einzelnes Quark des Mesons (auf sehr kurze Distanz) eines der Quarks des Baryons farblich attraktiv findet (was auf Gegenseitigkeit beruht). Irgendwie versuche ich zu angestrengt mir das ganze wie ein deterministisches Ballspiel vorzustellen, wo verschiedene Kinder mit unterschiedlich-farbigen Trikots sich farbige Bälle zuwerfen und sich nur bestimmte Kinder für bestimmte Bälle interessieren. Und die Bälle finden sich gegenseitig auch noch interessant, ja produzieren im Ernstfall sogar einfach neue Kinder, wenn das nächste Kind zu weit weg ist, so dass sie selbst nicht auf dem Boden landen müssen.

edit: und um das Bild zu erweitern; die Bälle sind gar zweifarbig und jeweils an die Kinder gebunden, solange bis ein Ball weit genug weg ist, dass es von einem anderen Kind angebunden wird. Zudem gibts die Kinder nur in Teams aus mind. 2 (oder mehr) Kindern. Und da soll noch einer durchblicken??!?

Gruß
ins#1

Orbit
02.04.2008, 20:32
ins#1

Also ist ein Meson mit Farbe+Antifarbe deshalb weiss, weil sich ein Gluon dazu mischt? Oder "einfach" aus dem Grund, weil rot+antirot=weiss ergibt.
Ich denke, die zweite Vorstellung ist richtig. Gluonen sind ja die Botenteilchen der starken WW, übetragen also lediglich die Botschaft, ohne dann Bestandteil des veränderten Quarks zu sein. Das ist doch immer so bei Wechselwirkungen. Bei der em WW sagt man ja auch nicht, dass ein Teilchen nach einer WW noch ein paar zusätzliche Photonen enthalte.
Aber bestimmt renne ich da bei Dir offene Türen ein.

Die Geschichte mit den Ball spielenden Kindern verstehe ich, weil mir jedes Mal schwindlig wird, bevor ich sie zu Ende gelesen habe, nicht so recht. ;)
Orbit

Joachim
03.04.2008, 09:16
Um auf meine Frage zurückzukommen: ist das Pion das leichteste weiße Ding überhaupt? Und warum?

Hi Ich.
Ich (also ich, nicht du) habe nochmal im Lohrmann ("Hochenergiephysik") nachgelesen. Die Antwort ist ja. Warum? Das ist natürlich schwerer zu beantworten. Es ist (entgegen der oft vereinfachten Darstellung) nicht ausreichend, dass ein Zustand nach außen weiß ist. Er muss ein Singulett bezüglich aller Farbvertauschungen sein. Also eine Kombination, in der alle Farben und Anti-Farben in gleichen Mischungen auftreten (Quantenmechanisch c(rr'+gg'+bb') , wobei die gestrichenen Größen die Antifarben ist). Zustände, die kein Farb-Singulett bilden, können so weiß sein, wie sie möchten, sie kommen nicht frei vor.

Nun gibt es aber kein Singulett-Gluon (wird nicht beobachtet) es gibt acht Gluonen, die bezüglich der SU3-Farbsymmetrie ein Oktett bilden. Um aus diesem Oktett einen Singulett-Zutsand zu mischen, braucht man (analog zur Atomschale) eine ganze Schale aus sämtlichen Oktett-Zuständen. Also mindestens acht Gluonen (wie du schon vermutet hast). Ob solche Glueballs existieren, ist meines Wissens nicht bekannt, aber wenn, sind sie jedenfalls deutlich schwerer als das Pion, das ja nur aus zwei ebenfalls sehr leichten Valenzquarks besteht und nicht aus acht Valenzgluonen.

Warum es kein Singulett-Gluon gibt, weiss ich nicht. Aber wenn es das gäbe, könnten wir hier nicht diskutieren. Die starke Kernkraft hätte dann unendliche Reichweite und würde alle anderen Kräfte dominieren.

Gruß,
Joachim

Ich
03.04.2008, 20:37
Weil ich bisher nicht den Eindruck hatte, dass das je der Fall war.
Tut mir leid, wenn ich so einen Eindruck erweckt habe. Ich nehme dich natürlich für voll, ich bin nur manchmal ein bisschen ein Ekel.

Um aus diesem Oktett einen Singulett-Zutsand zu mischen, braucht man (analog zur Atomschale) eine ganze Schale aus sämtlichen Oktett-Zuständen.
Danke, jetzt isses klarer. Vielleicht rechne ich mal da was rum, dann würde ich dich woch bald wieder brauchen. Ich hab überhaupt keine Ahnung mehr, wie sowas geht.

elnolde
06.04.2008, 16:02
Hallo Freunde,

bin wieder zurück und habe noch keine Zeit gefunden die ganzen neuen Postings durchzulesen. Aber danke erstmal für die rege Beteiligung an diesem recht interessanten Thema, auch wenn ich mich des Eindrucks, beim ersten überlesen, nicht erwehren kann, man sei etwas off-topic geraten.

Bis ich alles gelesen (und vieleicht verstanden) habe Grüße

elnolde

elnolde
12.04.2008, 12:29
Nun habe ich mir den Thread durchgelesen :confused:
Macht einfach weiter:)

Könnte man die Smileys nicht durch solche unterschiedlicher Farbladung austauschen? Up-Down..Strange...Bottom usw. Also die Smileys durch den Teilchenzoo ersetzen?
Wäre in diesem Fall ein Pion ein neutrales Smiley und ein Meson dasjenige das die Zunge herausstreckt?

Beste Grüße

elnolde

Orbit
12.04.2008, 12:42
elnolde

Wäre in diesem Fall ein Pion ein neutrales Smiley
Ja. Positiv-neutral, negativ-neutral und neutral-neutral. ;)
Lass Dir deswegen keine grauen Haare wachsen. Und wenn sie trotzdem spriessen, färb sie bunt ein.
Orbit